速度与性能 在寒冬时期占领示波器绿洲的先机

作者：潘争   来源：电子工程世界

金融风波的漩涡和春节临近的浮躁并没有影响数字时代测试测量日新月异的前进脚步。2009年1月13日，泰克在北京嘉里中心打响了新品发布的第一炮，该公司市场开发经理孙志强介绍了目前速度最快的示波器系统，这是否会拉开测试测量业界又一场示波器大战呢？

示波器有时被称为“电子工程师的改锥”，说明它是用于各种不同任务的基本工具。作为一种通用测试测量仪器，示波器在通信、工业自动化、教育、计算机、国防、航空航天等领域中的地位不可撼动。

赛迪顾问预计，未来5年中国示波器市场将在2007年稳步发展的基础上保持持续增长态势。2008年中国示波器市场规模将接近10亿元。2012年中国示波器市场规模有望突破20亿元。在半导体产业的寒冷冬日中，示波器市场仿佛一片温暖的绿洲， 给人们带来信心与希望。

从五分之一的市场里望进去
若将现今数字时代的测试测量分为数字RF技术、数字视频技术、高速串行技术、嵌入式系统以及下一代网络五部分。那么，推动测试测量性能指标日新月异的因素应该是谁呢？

孙志强分析：“自总线接口面世以来的8-10年间，已经从并行方式转向高速串行技术，数据传送速率也迅速由3Gb/s→6 Gb/s→8 Gb/s→ 12Gb/s一路提高。随着行业标准化进程的不断推进，高速串行技术已实现即插即用互操作能力，且其前景会随着消费电子的持续增长而继续发展。”但是，串行技术的前进之路似乎并不是光明大道，“我们将面临着系统更加复杂、信号余量更小以及开发周期更短等诸多挑战。”

拨开云雾 洞察先机
通过剖析设计周期，孙志强说：“对于每个用示波器处理快速复杂串行数据流的工程师们来说，层层调试、层层检验和层层检定可以用痛苦来形容。这通常要耗费他们90%的时间用于反复的调试工作。”显然，不断缩短的开发周期已无法容忍这一过程，如何从繁琐冗沓的测试过程中解脱呢？快速且能够定位特定信息组合的触发功能可以提供最佳洞察力。

触发系统是示波器四大组成系统之一，但却容易被忽略。某些高速串行分析系统只为高速串行数据流提供了软件触发功能，这种方法所遗漏的比特位可能高达10亿个！而基于硬件的串行触发技术可以实时监测数据，找到感兴趣的位序列。它检测每个位，系统会在序列第一次发生时触发采集，不存在遗漏的待检比特位问题。就如同一只精准的智能手，拨开云雾，洞察先机。

被忽视了的重要角色——有效比特位(ENOB)
孙志强举了这样一个例子，在进行系统测量时，如果我们把示波器比作一个称量用的天平，那么差(低)的ENOB就相当于在称重之前的天平上先放上了一定的重量。今天，工作余量越来越小的快速数字设计更容易受到这种新增“重量”的影响。一台ENOB低的示波器很可能会导致代价昂贵的“假性”测试失败，造成本来能够通过特定测试的设计产品表现为测试“失败”。这种“失败”并非由设计本身的问题引起，而是示波器自己的误差在测试余量中占了很大的比重，使得测量结果超出了可以容忍的极限。假读数可能会使整个开发团队耗费大量的时间，最终绕了一个大弯来试图解决并不存在的“问题”。
“ENOB”是一个极为综合的指标，在一定程度上涵盖了所有数字示波器拥有的多种误差，如偏置误差、增益误差、非线性度、噪声等等。然而，作为一个实用指标，“ENOB”却并没有被大多数厂商所重视，但实际上低“ENOB”会使净测量分辨率劣化，可能会给已经很窄的测试余量带来误差，甚至带来“严重的错误”测量结果。

金子般地位的“黄金”探头
“没有一台裸露的示波器，”每每谈及探头，孙志强都要反复重复其在示波器系统中的重要作用，当我们都把目光聚焦在带宽、速率、频响等问题上时，小小的探头似乎成了可有可无的东西，然而事实上，任何一个具有强大性能的示波器都要依赖这个小小的探头的连接能力。
现在，密集封装的高速电路已经迫使探头的接入达到了极限，工程师们需要可以在差分测量、单端测量和共模测量之间随意切换的探头，而不用移动探头连接。工程师们可以同时探测三个点，使用一只探头进行三种不同的测量，而不像以前那样需要多只探头和多个设置，从而提高了工作效率。

总之，面对处于冰寒时期的一片绿洲，唯有掌控速度、性能以及开发者实际需求的先机，才能在示波器市场中站稳脚跟。我们期待更加快速、更加优越的示波器产品提供源动力，希望这种速度与激情能够尽快驱散严寒，带动半导体行业继续稳步发展。