10m100m1000m以太网电口指标测试方法培训胶片

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1、10M、100M、1000M 以太网接口信号测试方法以太网接口信号测试方法 谢才东谢才东 硬件测试部硬件测试部 1、测试工具介绍、测试工具介绍 2、相关技术介绍、相关技术介绍 3、测试方法介绍、测试方法介绍 4、测试注意事项、测试注意事项 5、测试案例介绍、测试案例介绍 测试工具介绍测试工具介绍 测试工具介绍测试工具介绍 1、 示波器示波器 1） TDS7000 、TDS6000或 CSA7000 系列示波器 2）差分探头（带宽1G以上） 3）单端探头（带宽1G以上） 2、TDSET3以太网兼容测试软件以太网兼容测试软件 TDSET3符合IEEE 802.3-2000 和 ANSI X3.26

2、3-1995标 准的以太网物理层1000BASE-T、 100BASE-TX 和 10BASE-T的测试应用软件。软件直接安装在 TDS6000, TDS7000 或 CSA7000 系列示波器上。 3、TF-GBE 测试夹具测试夹具 测试夹具配合TDSET3软件和示波器来测试以太网的十 兆、百兆、千兆电口的接口指标。其上配有以太网口， 电阻、电容等匹配电路和插针，根据不同的测试项目选 择不同的电路直接连接以太网口和示波器差分探头，无 需外加元器件。 4、其它工具：、其它工具： 1）超五类UTP网线 2）短接帽 3）50欧姆同轴电缆 测试工具介绍测试工具介绍 相关技术介绍相关技术介绍 相关技术

3、介绍相关技术介绍 1、接口介绍 1）1000BASE-T MDI接口 1000BASE-T的物理层包括PCS和PMA子层，通过GMII接 口和MAC层相连，通过MDI接口和对端物理层相连。 MDI接口包括BI_DA+/-、BI_DB+/-、BI_DC+/-、 BI_DD+/-共8根线，每根线传输频率125M，采用4D- PAM5编码方式。 2） 100BASE-T MDI接口 只采用两对线（1、2和3、6），收发分开在不同线对上传 输，频率125M，码型为MLT-3，支持全/半双工模式。 3） 10BASE-T MDI接口 只采用两对线（1、2和3、6），收发分开在不同线对上传 输，频率20M

4、，采用曼彻斯特编码，支持全/半双工模式。 2、自动协商功能介绍、自动协商功能介绍： 自协商功能允许一个网络设备能够将自己所支持 的工作模式信息传达给网络上的对端，并接受 对方可能传递过来的相应信息。 1）FLP脉冲 将协商信息封装进连接整合性测试脉冲。这串 脉冲被称为快速连接脉冲（FLP）。每个网络设 备必须能够在上电、管理命令发出、或是用户 干预时发出此串脉冲。 相关技术介绍相关技术介绍 脉冲序列中的第一个脉冲为时钟脉冲，并在其后每隔脉冲序列中的第一个脉冲为时钟脉冲，并在其后每隔125us 出现一个时钟脉冲，数据脉冲出现的位置在相邻两个时钟脉出现一个时钟脉冲，数据脉冲出现的位置在相邻两个时钟

5、脉 冲的中点上。且以正脉冲表示逻辑冲的中点上。且以正脉冲表示逻辑1，无脉冲表示逻辑，无脉冲表示逻辑0。一。一 个个FLP脉冲序列包含脉冲序列包含17个时钟脉冲，个时钟脉冲，16个数据脉冲。如下图个数据脉冲。如下图 所示：所示： 时 钟 脉 冲 首 位 脉 冲 数 据 位 编 码 110 1 D0D1D2D3 时 间 T1 T2 T3 T1： 100nsT2： 62.5usT3： 125us 相关技术介绍相关技术介绍 2）NLP脉冲脉冲： NLP脉冲波形要比FLP简单，它只是在没有数 据帧发送时每隔16ms发送一次正脉冲。 FLP Burst NLPs T4 T5 T4： 2ms T5： 16m

6、s 相关技术介绍相关技术介绍 3、PHY芯片芯片1000M接口测试模式接口测试模式 1）测试项目： 序号测试项目测试模式 1眼图1 2DROOP1 3峰值电压1 4抖动2和3 5失真4 6共模电压4 相关技术介绍相关技术介绍 2）测试模式）测试模式1输出测试波形输出测试波形 相关技术介绍相关技术介绍 3）测试模式）测试模式2、3输出波形输出波形 相关技术介绍相关技术介绍 3）测试模式）测试模式4输出波形输出波形 相关技术介绍相关技术介绍 4）四个测试模式可以通过设置）四个测试模式可以通过设置PHY芯片的内部寄芯片的内部寄 存器来实现，如存器来实现，如GV48单板的单板的88E1145芯片，在芯

7、片，在 VTP界面下通过如下命令来实现：界面下通过如下命令来实现： Sys _ _wri phyreg gx/x/x 09 2300(模式一模式一) _wri phyreg gx/x/x 09 4300(模式二模式二) _wri phyreg gx/x/x 09 6300(模式三模式三) _wri phyreg gx/x/x 09 8300(模式四模式四) 相关技术介绍相关技术介绍 测试方法介绍测试方法介绍 1000M测试方法介绍测试方法介绍 1、1000M测试方 法 1）使用测试夹 具的TC2模板 来测试差模输 出模板、差模 输出电压。测 试组网如左图 所示： 测试步骤 按测试组网图，连接好

8、仪器和被测设备：用以太网线连接 交换机被测网口和J490。 上电，写被测试的端口对应PHY芯片的控制寄存器，设置 测试模式 test mode 1方式。各PHY芯片内部寄存器有差别， 现以88E1145芯片为例，做如上设置。（具体寄存器说明 请参考芯片datasheet） Sys _ _wri phyreg gx/x/x 09 2300(模式一) 连接差分探头至测试夹具的J360，测试第一对差分对。 调用示波器的TDSET3软件File-Run Application-Ethernet Compliance Test Software。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 1000M测试方法介

9、绍测试方法介绍 从菜单下选择File-Recall Default Setup, 调用系统默认配置。 选择测试模板：在菜单下选择Tests- Select- 1000BASE-T； 或从 Selection面板中选择Select。然后从Speed面板中选1000-T。 在右边Select :1000Base-T窗口中Template标签下选择“Select all”。 改变配置：在菜单下选择改变配置：在菜单下选择Tests - Configure，或，或 从从 Selection面板中选择面板中选择Configure。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 在配置面板中，各参数介绍如下表：在配置

10、面板中，各参数介绍如下表： 参数参数选项选项功能功能 Data CHI,CH2,CH3, or CH4 选择DUT连接的通道 #Averages 64 to 10000 输出波形平均点数 Output Ref1,Ref2,Ref3, or Ref4 选择在测试过程中将被 存贮的参考波形 Disturbing Signal Yes or No 选择测试过程中是否加 入干扰 Filter Int or Ext 选择是否使用滤波。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 各参数设置如下表：各参数设置如下表： 参数参数选项选项设置设置 Data CHI,CH2,CH3, or CH4 如CH1 #Aver

11、ages 64 to 10000 1000 Output Ref1,Ref2,Ref3, or Ref4 Ref1 Disturbing Signal Yes or No No Filter Int or Ext Int 1000M测试方法介绍测试方法介绍 查看实际波形：在菜单下选择Tests - View Wfm，或从 Selection面板中选择View Wfm。 此时示波器显示实际波形， 比较一下是否与给出的波形相似。 运行测试：如果相似，点击Run Test开始测试。 查看结果：该应用程序自动输出结果pass 或 fail。点击面板的 Result按钮，可以显示测试结果。如果测试通过，

12、显示pass; 测 试不通过，简要给出测试不通过的信息。 保存输出文档：在菜单下选择Utilities - Report Generator，点 击Generate Report 按钮； 出现Assign Data to Report对话框， 选中所有的选项，点击Assign按钮；出现Report Viewer窗口， 该文件含有测试波形和测量数据；在菜单下选择File-export to rtf，另存为自己的文件（rtf格式的文件可通过word打开）。 重复步骤a)-f)，选择其它测试点进行测试。 依次连接差分探头至P470、P460、P461，重复步骤35，测 试其它差分对。 1000M测试

13、方法介绍测试方法介绍 1000M测试方法介绍测试方法介绍 CONNECT界面 1000M测试方法介绍测试方法介绍 VIEW界面 测试波形示例测试波形示例 1000Base-T Differential output template point A 1000Base-T Differential output template point C 测试波形示例测试波形示例 1000Base-T Differential output template point F 测试波形示例测试波形示例 1000Base-T Maximum output droop point G 测试波形示例测试波形示例

14、1000M测试方法介绍测试方法介绍 2）主发送器定时抖动）主发送器定时抖动 在菜单下选择Tests- Select- 1000BASE-T；或从 Selection面板中 选择Select。然后从Speed面板中选1000-T。在右边 Select :1000Base-T窗口中Jit/Distortion标签下选择Jitter-Master Filtered进行Filtered模式/测试，或选择Jitter-Master Unfiltered进行 Unfiltered模式测试。 A）Filtered模式模式 测试组图 如图所示： 1、使用以太网测试夹具的 TC3测试主时钟的抖动。 组网如下图。

15、图中所 示的Link partner，在实 际测试中可以选择与 DUT相同的设备即可。 2、设DUT为主，正常工作 模式。 3、用网线连接DUT的测试 端口至夹具的J501。 4、连接Link Partner的端口 至J580。 5、使用单端探头测试DUT 的TXCLK信号。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 6、使用以太网测试夹具的 TC2测试相对应主时 钟的数据抖动。组网 如右图所示： 7、设DUT工作在测试模式 2下。 8、用网线连接DUT测试端 口至夹具的J490。 9、使用单端探头测试DTU 的TXCLK信号。 10、使用差分探头分别测 试四个差分对。 1000M测试方法介绍测试方

16、法介绍 1000M测试方法介绍测试方法介绍 注意：注意：Filtered模式的测试步骤较多，过模式的测试步骤较多，过 程中即要改变程中即要改变DUT的工作模式，又要改变的工作模式，又要改变 接线方式，测试过程中一定要注意严格按接线方式，测试过程中一定要注意严格按 照已定步骤进行操作。照已定步骤进行操作。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 1000M测试方法介绍测试方法介绍 B）Unfiltered模式模式 使用以太网测试夹具的 TC3测试主时钟的抖动。 组网如图。 设置DUT工作在测试 模式2。 用网线连接DUT测试 端口至夹具J501。 连接Link Partner的端口 至J580。 使

17、用单端探头测试 DUT的TXCLK信号 。 3）从发送时钟抖动测试 测试步骤同主发送器定时抖动Filtered模式的测试步骤基 本相同，不同之处只是在右边Select :1000Base-T窗口中 Jit/Distortion标签下选择Jitter-Slave Filtered进行Filtered模 式测试，选择Jitter-Slave Unfiltered进行Unfiltered模式测 试。同时所测试的设备工作模式设为备用。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 A）Filtered模式 对应主发送器定时抖动Filtered模式的测试步骤g，这里应 该设工作在测试模式3下，其它步骤相同。 B）

18、Unfiltered模式 使用以太网测试夹具的TC3测试主时钟的抖动。组网如 图。 设置DUT工作在测试模式3。 用网线连接DUT测试端口至夹具J501。 连接Link Partner的端口至J580。 使用单端探头测试DUT的TXCLK信号。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 1000Base-T的抖动测试替代方法 当TX_TCLK无法探测时，下面的替代方法是我们建 议的。 在此替代方法中，测试源必须始终是数据（测试 模式2或者测试模式3） 使用此替代方法测试确定性抖动（Dj）对产品的 设计同样有指导作用，并且具有一定的参考价值。 抖动测试替代方法抖动测试替代方法 P2 (8ns) P1

19、(8ns) 0.0ns8.010ns16.566ns 0.010ns0.566nsJitter 数据 TX_TCLK Jtx-out = 0.566ns 0.010ns = 0.0466ns 1000M测试方法介绍测试方法介绍 3）最大波形跌落（）最大波形跌落（Maximum output droop ) l选择测试模板：在菜单下选择Tests Select 1000BASE-T；或从 Selection面板中选择Select。然后从Speed面板中选1000-T。在右边 Select :1000Base-T窗口中Droop标签下选择Select All 。 a)其它步骤同“输出电压测试模板”

20、。 1000M测试方法介绍测试方法介绍 4）发送器失真（）发送器失真（Transmitter distortion ） a) 选择测试模板：在菜单下选择Tests- Select- 1000BASE-T；或从 Selection 面板中选择Select。然后从Speed面板中选1000-T。在右边 Select :1000Base-T窗口中Jit/Distortion标签下选择Distortion 。 b）其它步骤同“输出电压测试模板”。 c）测试模式设置为模式四。 5）共模电压（）共模电压（Common-mode Voltage ） 在菜单下选择Tests- Select- 1000BASE

21、-T；或从 Selection面板中选择Select。然后从Speed面板中选 1000-T。在右边Select :1000Base-T窗口中CM Voltage标签下选择CM Voltage测试。 其它测试步骤同差分输出模板测试项目。 设置DUT工作在测试模式4下。 使用网线连接DUT至夹具的J500。 使用同轴电缆连接夹具的J400和示波器。 使用跳线帽依次连接J420、J430、J431、J440，测 试四个差分对。 测试组图如下图所示： 1000M测试方法介绍测试方法介绍 1000M测试方法介绍测试方法介绍 2、100M测试方法 1）测试内容主要有以下几个项目： FLP脉冲模板符合度

22、发送器输出眼图模板 上升/下降时间 上升/下降时间对称度 差分信号幅度 信号幅度对称度 发送抖动 波形过冲 占空比失真 100M测试方法介绍测试方法介绍 100M测试方法介绍测试方法介绍 100M参数测试选择模板：选择Select All。 100M测试方法介绍测试方法介绍 100M参数配置模板：取默认参数。 100M Template 测试波形示例测试波形示例 100M Differential Output Voltage 测试波形示例测试波形示例 100M Rise Time 测试波形示例测试波形示例 100M Transmit Jitter 测试波形示例测试波形示例 2）快速连接脉冲（

23、）快速连接脉冲（FLP）模板测试）模板测试 按测试组网图准备好仪器和被测设备：用以太 网线连接交换机被测网口和J990；示波器的差分 探头接P22; 用短路子短接LOAD3 (100 Ohm)。 上电将被测设备（DUT）的端口工作模式设置 为auto-negotation模式，此时端口一定在发送 FLP脉冲信号。 测试组图如下图： 100M测试方法介绍测试方法介绍 100M测试方法介绍测试方法介绍 调用示波器的TDSET3软件File/App/ Ethernet compliance test software（7154），），App/ Ethernet compliance test sof

24、tware（7404） 从菜单下选择FileRecall default setup, 调用系统默 认配置 。 选择测试模板：在菜单下选择Tests Select 10BASE-T；或从 Selection面板中选择Select。然后 从Speed面板中选10-T。在右边Select :10Base-T窗 口中Template标签下选择Link Pulse; 从右侧出现的 下拉菜单，选择100 with TPM（带双绞线模型测 试）。 100M测试方法介绍测试方法介绍 100M测试方法介绍测试方法介绍 改变配置：在菜单下选择Tests Configure，或从 Selection面板中选择Co

25、nfigure。通过Source data来 更改差分探头的通道号，Sequence面板中选择 Fast(FLP)。 查看实际波形：在菜单下选择Tests View Wfm，或 从 Selection面板中选择View Wfm。 此时示波器显示实际波形，比较一下是否与给出的波 形相似。 运行测试：如果相似，点击Run Test开始测试。 其间 如果出现10Base-T: template user control的提示框，点 击OK。 查看测试结果及保存测试报告。 100M测试方法介绍测试方法介绍 100M测试方法介绍测试方法介绍 注意事项： 测试前一定切记将差分探头上的10/1的拨码开关 的

26、位置拨到10的位置，否则测试结果会完全失真， 特别是在测试FLP脉冲信号的情况。 测试夹具上用短路子短接J2，P21为空。P22不要接反， 有三角箭头的一端接差分探头的正极。 100M测试方法介绍测试方法介绍 FLP的的Head测试测试 100M测试方法介绍测试方法介绍 FLP的Tail测试 100M测试方法介绍测试方法介绍 Link Pulse 100 ohm w/o TPM 测试波形示例测试波形示例 3）其它测试项目测试方法）其它测试项目测试方法 按测试组网图准备好仪器和被测设备：用以太网线连 接交换机被测网口和J490；示波器的差分探头接P9。 上电将被测设备（DUT）的端口工作模式设置

27、为100M 全双工模式。并通过配置PHY寄存器的百兆Force link 位强制连接。如88E1145芯片配置如下（隐藏模式 下）： _write phyreg gx/x/x 16 0478 测试组图如下图： 100M测试方法介绍测试方法介绍 100M测试方法介绍测试方法介绍 调用示波器的TDSET3软件File/App/ Ethernet compliance test software（7154），App/ Ethernet compliance test software（7404） 从菜单下选择FileRecall default setup 调用系统默认配置 选择测试模板：在菜单下选

28、择Tests Select 100BASE-TX；或 从 Selection面板中选择Select。然后从Speed 面板中选100-TX。 在右边Select :100Base-TX窗口中Parametric标签下选择Select All。 改变配置：在菜单下选择Tests Configure，或从 Selection面板 中选择Configure，通过Source data来更改差分探头的通道号。 查看实际波形：在菜单下选择Tests View Wfm，或从 Selection 面板中选择View Wfm。此时示波器显示实际波形，比较一下是 否与给出的波形相似。 运行测试：如果相似，点击R

29、un Test开始测试。 查看结果及保存测试报告。 100M测试方法介绍测试方法介绍 发送器眼图模板发送器眼图模板 100M测试方法介绍测试方法介绍 3、10M接口信号测试方法接口信号测试方法 1）测试项目有如下两项：）测试项目有如下两项： A）模板符合度）模板符合度 B）Parametric 2）模板符合度测试 包括Link-Pulse、MAU、TP-IDL三项测试 10M测试方法介绍测试方法介绍 A） Link-Pulse测试 该测试项目测试步骤同100M的FLP测试项目，另一个 NLP测试只是在Confiure界面中选择“NLP”，其它步 骤不变。 10M测试方法介绍测试方法介绍 10M

30、测试方法介绍测试方法介绍 B）MAU测试 调用示波器的TDSET3软件File/App/ Ethernet compliance test software（7154）， App/ Ethernet compliance test software（7404） 从菜单下选择FileRecall default setup 调用系统默认配置 选择测试模板：在菜单下选择Tests Select 10BASE-TX；或从 Selection面 板中选择Select。然后从Speed 面板中选10-TX。在右边Select :10Base-TX窗口 中Template标签下选择MAU。 10M测试方法

31、介绍测试方法介绍 改变配置：在菜单下选择Tests Configure，或从 Selection面板中选 择Configure，通过Source data来更改差分探头的通道号；选择 Acquisition Average； 选择Mask Selection Type中分别选择EXT和 INT进行两次测试。 利用SMARTBITS往测试端口发数据，测试端口强制为10M/全双工， 并且强制链接。 。 查看实际波形：在菜单下选择Tests View Wfm，或从 Selection 面板中选择View Wfm。 此时示波器显示实际波形，比较一下是否与给出的波形相似。 运行测试：如果相似，点击Run

32、 Test开始测试。 查看结果以及保存测试报告。 C）TP-IDL测试 测试步骤同MAU测试，不同之处只是在Select界面中选择TP- IDL，并分别选择六个不同负载进行六次测试；在Configure界 面中的Mask Selection 选择Both。 注：带TPM的三个负载分别对应于TC7的三个负载；不带TPM 的三个负载分别对应TC6的三个负载。 10M测试方法介绍测试方法介绍 10M测试方法介绍测试方法介绍 3）Parametric测试 包括以下三项： Jitter（带TPM和不带TPM） 差分输出电压 谐波 Parametric测试步骤 从菜单下选择FileRecall defau

33、lt setup 调用系统默认配置 选择测试模板：在菜单下选择Tests Select 10BASE-TX；或从 Selection面板中选择Select。然后从Speed 面板中选10-TX。在右边 Select :10Base-TX窗口中Parametric标签下选择其中一个测试项。 Configure选项取默认值，或按测试需要进行设置更改。 其它步骤同上述其它项目。 注意：Jitter测试项中的带TPM选择TC7的负载3，不带TPM的和差分 输出电压、谐波测试都选择TC6的负载3。 10M测试方法介绍测试方法介绍 10M测试方法介绍测试方法介绍 MAU Int Wave 测试波形示例测试

34、波形示例 TP_IDL Load 1 w/o TPM 测试波形示例测试波形示例 测试波形示例测试波形示例 测试注意事项测试注意事项 测试注意事项测试注意事项 1、1000M接口： 被测试端口不能强制为1000M/全双工。 不同测试项目请选择相应的测试模式。 88E1145芯片09寄存器1513字段测试模式定义： 000 = Normal Mode 001 = Test Mode 1 010 = Test Mode 2 011 = Test Mode 3 100 = Test Mode 4 在隐含模式下设置端口为测试模式1： _write phyreg gx/x/x 09 2300 2、100M

35、接口： 设置被测试端口为100M/全双工。 强制被测端口为链接状态，相应命令如下 _write phyreg gx/x/x 16 0478 测试注意事项测试注意事项 3、10M接口： 设置被测试端口为10M/全双工。 强制被测端口为链接状态。 通过SMARTBITS往被测端口发包。 假设端口A接SMARTBITS，端口B接TF-GBE，则设 置如下： vlan x port access vlan x （端口A模式） port access vlan x （端口B模式） 测试注意事项测试注意事项 测试案例介绍测试案例介绍 测试案例介绍测试案例介绍 案例一：案例一： 问题描述：问题描述： 某单板

36、1000M接口信号测试 中发现多个端口在差模 输出模板、差模输出电 压测试项目中出现 “FAIL”。 如右图所示：1000Base-T Differential output template point C 解决办法解决办法：（该单板：（该单板PHY芯片采用芯片采用88E1145） 在每个端口PHY寄存器中，按照顺序写入以下值： 在29寄存器中写入000b - 表示选择了CLASS等 级的页面 再在30寄存器中写入8104 - 表示选择了CLASS A 驱动（强驱动） 在29寄存器中写入0008 - 表示选择了调节幅度 的页面 再在30寄存器中写入6842 - 表示选择了幅度调高 5% 把所有端口写完后，需要进行软复位（0寄存器写入 9000）。 测试案例介绍测试案例介绍 测试案例介绍测试案例介绍 案例二：案例二： 问题描述问题描述： 某单板进行 10M接口信号 测试时发现 TP-IDL带TPM 模板符合性测 试项目FAIL。 解决方案：解决方案： 由于该单板VA版本的PCB上，在网口处有TVS 管的兼容设计，造成寄生电容太大，使10M的 TP-IDL带TPM符合性模块通不过。在VB板上， 将TVS管的兼容设计去掉，对板子上每个Phy进 行测试，全部通过 测试案例介绍测试案例介绍 谢谢 谢！谢！