硬件的單元測試（UT）（1）電源與時(shí)鐘的測試

   功能單元測試測試中非常重要的一項(xiàng)是信號完整性測試，特別是對于高速信號，信號完整性測試尤為關(guān)鍵。

   完整性的測試手段種類繁多，有頻域，也有時(shí)域的，還有一些綜合性的手段，比如誤碼測試。不管是哪一種測試手段，都存在這樣那樣的局限性，它們都只是針對某些特定的場景或者應(yīng)用而使用。只有選擇合適測試方法，才可以更好地評估產(chǎn)品特性。下面是常用的一些測試方法和使用的儀器。

 （1）波形測試

   使用示波器進(jìn)行波形測試，這是信號完整性測試中常用的評估方法。主要測試波形幅度、邊沿和毛刺等，通過測試波形的參數(shù)，可以看出幅度、邊沿時(shí)間等是否滿足器件接口電平的要求，有沒有存在信號毛刺等。波形測試也要遵循一些要求，比如選擇合適的示波器、測試探頭以及制作好測試附件，才能夠得到準(zhǔn)確的信號。圖7.7是DDR在不同端接電阻下的波形。

圖7.7DDR在不同端接電阻下的波形

  （2）時(shí)序測試

   現(xiàn)在器件的工作速率越來越快，時(shí)序容限越來越小，時(shí)序問題導(dǎo)致產(chǎn)品不穩(wěn)定是非常常見的，因此時(shí)序測試是非常必要的。一般，信號的時(shí)序測試是測量建立時(shí)間和保持時(shí)間，也有的時(shí)候測試不同信號網(wǎng)絡(luò)之間的偏移，或者測量不同電源網(wǎng)絡(luò)的上電時(shí)序。測試時(shí)序基本都是采用的示波器測試，通常需要至少兩通道的示波器和兩個(gè)示波器探頭（或者同軸線纜）。圖7.8是測量的就是保持時(shí)間：

圖7.8保持時(shí)間測試

 （3）眼圖測試

  眼圖測試是常用的測試手段，特別是對于有規(guī)范要求的接口，比如USB、Ethernet、PCIE、HDMI和光接口等。測試眼圖的設(shè)備主要是實(shí)時(shí)示波器或者采樣示波器。一般在示波器中配合以眼圖模板就可以判斷設(shè)計(jì)是否滿足具體總線的要求。圖7.9就是示波器測試的一個(gè)眼圖：

圖7.9示波器測試眼圖

   （4）抖動測試

   抖動測試現(xiàn)在越來越受到重視，常見的都是采用示波器上的軟件進(jìn)行抖動測試，如是德科技示波器上的EZJIT。通過軟件處理，分離出各個(gè)分量，比如總體抖動（TJ）、隨機(jī)抖動（RJ）和固有抖動（DJ）以及固有抖動中的各個(gè)分量。對于這種測試，選擇的示波器，長存儲和高速采樣是必要條件，比如2M以上的存儲器，20GSa/s的采樣速率。不過目前抖動測試，各個(gè)公司的解決方案得到結(jié)果還有相當(dāng)差異，還沒有哪個(gè)是權(quán)威或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圖7.10是使用是德科技的分析軟件測量的抖動：

圖7.10抖動測試

   （5）阻抗（TDR）測試

    阻抗測試主要是針對PCB(印制電路板)信號線、線纜、連接器和各類器件阻抗的測試。不管是高速信號還是高頻信號，都希望傳輸路徑都均勻變化的，所以基本上都要求進(jìn)行阻抗測試。一般情況，都是采用專用采樣示波器進(jìn)行阻抗的測試。但是采樣示波器測試阻抗時(shí)，容易被靜電損壞，所以對使用環(huán)境要求很高。現(xiàn)在很多公司都采用的是帶阻抗測試功能的網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行阻抗測試。這樣就可以在同一臺測試儀器上進(jìn)行時(shí)域阻抗和頻域損耗的測試。阻抗測試波形如圖7.11所示。

圖7.11阻抗測試

   （6）頻域測試

    這里所說的頻域測試一般只測試損耗測試、串?dāng)_測試等等。損耗的類型一般是指插入損耗、回波損耗。對于很多串行總線都會有一些針對損耗的具體要求，圖7.12是USB3.0線纜的對插入損耗的要求：

圖7.12 USB線纜的插入損耗要求

    對于PCB走線、連接器或者電纜等，都可以使用網(wǎng)絡(luò)分析儀來測試其頻域參數(shù)。圖7.13就是對PCB進(jìn)行插入損耗測試的結(jié)果：

圖7.13插入損耗測試結(jié)果

   （7）誤碼測試

   工程師設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，都希望不存在任何問題，希望產(chǎn)品能在正常使用時(shí)可以持續(xù)不斷的使用，而不是時(shí)不時(shí)的重啟或傳輸?shù)男盘柺清e(cuò)誤的。誤碼率測試就是給定一定的碼流，再測試接收到的碼流的正確率。誤碼測試是系統(tǒng)測試，可以是硬件測試，也可以是軟件測試。一般，對于有條件的公司，都建議使用硬件測試，就是采用專業(yè)的誤碼儀進(jìn)行測試。圖7.14為是德科技的誤碼測試儀。

圖7.14誤碼測試儀

   信號完整性測試并不是只有這些，其實(shí)還包括了一些比如輻射頻譜測試、頻域阻抗測試、效率測試等等。實(shí)際中如何選用這上述測試手段，需要根據(jù)被測試對象進(jìn)行具體分析，不同的情況需要不同的測試手段。比如有標(biāo)準(zhǔn)接口的，就可以使用眼圖測試、阻抗測試和誤碼測試等，對于普通硬件電路，可以使用波形測試、時(shí)序測試，設(shè)計(jì)中有高速信號線，還可以使用TDR測試。對于時(shí)鐘、高速串行信號，還可以抖動測試等。

   另外隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的儀器趨向于功能多樣化，比如示波器不僅僅可以測試信號的波形質(zhì)量、時(shí)序和眼圖，還可以測試頻譜圖；網(wǎng)絡(luò)分析儀不僅僅可以測試插入損耗、回波損耗、串?dāng)_等頻域曲線，還可以測量時(shí)域阻抗。工程師們在使用儀器時(shí)，可以多研究下測試對象以及儀器。盡可能的在節(jié)約成本的情況下，還能高效有質(zhì)量的完成測試要求。