简化DisplayPort一致性测试的完整解决方案

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DisplayPort作为新一代高速串行接口，它需要功能强大的测试仪器及详细测试程序。此外，内容众多的测试验证也将耗费工程师大量的时间和精力。这些都对能简化测试过程、提高测试效率、提供可靠测试结果的自动化测试方案提出了迫切需求。泰克最近在深圳举行了春季创新论坛，展示了各种高速串行数据以及标准的测试测量解决方案。本文将讨论如何利用泰克公司提供的完整的自动化测试方案简化DisplayPort一致性测试。

DisplayPort是一种数字高清视频传输标准，最初是为了取代PC显示器的DVI、VGA接口和其它数字视频设备的LVDS接口而开发的。相对于目前最流行的HDMI接口来说，DisplayPort能实现更大的传输带宽、具有更好的可扩展性和外围设备兼容性，且低成本、功耗低。DisplayPort可以直接驱动液晶面板，可节省大量的电路费用和空间，标准完全开放，不需要支付版权费用。

DisplayPort 1.1标准的4条主通道的传输速度最高为10.8Gbps，满足了传输高清信号的要求。当前的DisplayPort 1.1设备的速率有两种分别为1.62Gbps和2.7Gbps,未来设备的速率可达5.4Gbps。最近推出的新标准DisplayPort 1.2，其传输速率在单通道可达5.4Gbps，四通道可达21.6Gbps。

DisplayPort标准的发展和速率的提升，为DisplayPort测试带来了新挑战。VESA组织已创建了全面的一致性测试规范，即DisplayPort CTS，要求对DisplayPort产品的物理层和链路层进行一致性测试。物理层测试包括接收端测试、源端测试和电缆测试。链路层测试要对序列、链路的初始化和维护进行验证，也被认为是一个扩展过程。DisplayPort作为新一代高速串行接口，它需要功能强大的测试仪器及详细测试程序。此外，内容众多的测试验证也将耗费工程师大量的时间和精力。这些都对能简化测试过程、提高测试效率、提供可靠测试结果的自动化测试方案提出了迫切需求。

本文主要围绕DisplayPort 1.1介绍DisplayPort测试的主要挑战和主要测试内容，并讨论如何利用完整的自动化测试方案简化DisplayPort一致性测试。DisplayPort 1.1标准测试解决方案已获得VESA的认证，包括源端、接收端和电缆测试方案。

源端测试

DisplayPort 1.1源端必须进行的测试项目有12项，包括眼图测试、非预加重电平检验、预加重电平检验、信号对之间偏移、信号对内部偏移、AC共模噪声、非ISI抖动测量、总抖动测量、频率长期稳定性、扩频调制频率、扩频偏差、辅助通道DC测试。
DisplayPort测试非常复杂，不仅因为它的测试项目多，还在于它需要在不同的码型，不同信号电平幅度(如400mV、600mV和800mV)和不同预加重比例的情况下进行测试的，因此测试时间非常长。

高速示波器DPO/DSA70000支持4个通道同时测试，能将测试时间至少缩减3/4。P7380SMA 高带宽SMA 8GHz差分探头保证关键信号上的低回波损耗，实现良好的信号保真度。

图1给出了源端测试拓扑图。信号从源端发出后，通过一个夹具把信号送到信号分析仪中进行分析，进行包括眼图、抖动、预加重比例、偏移等测试。

图1：DisplayPort源端测试拓扑图。

DisplayPort测试要用不同码型，而手动修改码型很费时间。可自动修改码型的辅助通道控制器，通过软件控制待测测设备(DUT)，根据测试要求自动修改码型，同时自动进行测试。这种自动控制DUT的码型修改的方法，也缩短了测试时间、降低了人力成本。

自动化一致性软件DPO-DSPT能自动设置示波器和按照 CTS设置测量项目，可大大缩短测试时间，最大限度地减少用户干预。通过菜单界面，用户可以选择要运行的测试，然后系统会引导用户把(DUT)正确连接到示波器上。对每种特定的源端信号条件(如启用或禁用预加重)，DPO-DSPT会对选定测试自动执行全套测量，工程师只需按一个按钮，就可以完成整个测试过程。DPO-DSPT还会生成完整的测试报告，记录所有在特定容限下的测量结果、测试通过/失败结果、测量余量及相应的屏幕截图。

接收端测试

DisplayPort接收端需要进行抖动容限测试，这需要进行复制时钟和抖动的注入，然后测试抖动注入后，测量系统端是否有误码。低速率DisplayPort(1.62Gps)和高速率DisplayPort(2.7Gps)对抖动频率和抖动幅度的要求不一样。在VESA发布的测试规范对这些参数做了明确规定。

图2是接收端测试方案。测试设备包括AWG7122B任意波形发生器、DSA70804B 8GHz实时示波器。DisplayPort测试要求示波器具有8GHz 或以上带宽，能捕获1.35GHz 基础频率的第五个谐波，以满足一致性测试规范。

图2：接收端测试方案采用AWG7122B任意波形发生器、DSA70804B 8GHz实时示波器。

在测试的时候，首先由AWG7122B在被测通道发出带有复制时钟和抖动的信号给DUT(比如一台显示器)，同时在另外两个通道注入干扰信号给DUT，然后测量DUT是否会由于被干扰而产生误码。接收端(DUT)接收信号，同时计算是否有误码。这个过程是通过辅助通道控制器，通过软件对DUT的寄存器进行读取，看是寄存器是否有误码，从而判定接收端是否有误码。整个过程完全自动化，不需要人去控制或者读取DUT寄存器。


工程师可以通过通过信号源软件自动设置码型、速率，根据规范加入不同抖动频率、幅度和成分的抖动信号。为了保证抖动信号的频率、幅度和成分，还必须利用示波器进行校准。如果软件设置的波形可满足测试要求，则通过波形合成，将信号送到示波器的输出端。

电缆测试

DisplayPort电缆测试包括：电缆组件信号对之间偏移、电缆组件信号对内部偏移、远端噪声、散装电缆和连接器阻抗、插入损耗、近端噪声、回波损耗。图3给出了电缆自动化测试拓扑图。

图3：DisplayPort电缆自动化测试拓扑图。

DSA8200系列采样示波器在要求的DisplayPort电缆测试中，通过iConnect软件提供TDR/TDT和S参数测试支持。这是市场上唯一认可的无源电缆使用的单仪器DisplayPort互连测试解决方案。测试有源电缆要求增加AWG7000B102任意波形发生器和80SJNB抖动分析软件。工程师同样可以通过电缆自动化测试软件界面，自动完成包括配置、校准在内的整个测试过程。

辅助通道控制器和测试软件

图4：辅助通道。

在DisplayPort接口中有一对差分线，用于发送端和接收端的协商，包括链路速率和支持的分辨率，这一对差分线叫辅助通道(图4)。当进行测试时，辅助通道可让第三方设备控制源端，发送不同的码型。因为DisplayPort测试面临的一个问题是需要很多不同的码型，这样就需要多次配置寄存器。辅助通道控制器(图5)，可自动跟芯片进行协商，让芯片发送不同的所需码型来测试，不需要工程师每次测试都去手动更改寄存器，整个过程实现了自动化。辅助通道控制器已集成不同厂商提供的软件协议，不需要采用来自不同厂商的不同软件。此外，工程师还可以通过辅助通道控制器来读取DUT寄存器。

图5：辅助通道控制器。

发送端、接收端和电缆测试需要不同软件，把这些软件都集成在TekExpress软件中。通过TekExpress，工程师能完成发送端、接收端和电缆的完整测试，所有设置都通过这个软件完成，并生成测试报告。TekExpress DisplayPort 接收端测试软件能自动化按照CTS1.1，完成DisplayPort接收端一致性测试，配合辅助通道控制器自动完成链路试验和错误计数(DP-AUX)，大大缩短了测试时间。

图6～图8给出了春季创新论坛的主题演讲会场和展示区照片。