Ya que las velocidades de transferencia de datos aumentan continuamente, es cada vez más difícil mantener la integridad de señal en los diseños digitales de alta velocidad
PCIe 5.0, por ejemplo, proporciona velocidades de transferencia de datos de hasta 32 GT/s y define un máximo de pérdida de inserción entre el complejo raíz (RC) y el punto final (EP). Aparte del paquete RC, el paquete EP, los conectores y las vías, esto está determinado principalmente por las trazas en las capas correspondientes de la tarjeta impresa. Su pérdida de inserción por pulgada es, por lo tanto, una métrica clave y necesita medirse sin los efectos de ninguna entrada o salida de cables, que pueden incluir sondas y vías de la tarjeta impresa. Delta L es un algoritmo que proporciona un método sencillo para remover esos efectos y calcular la pérdida de inserción por pulgada en una traza de la tarjeta impresa a partir de mediciones con cupones de prueba de diferentes longitudes.
Figura 1: configuración del R&S®ZNB40 con sondas Delta‑L 4.0
Para verificar la pérdida de inserción por pulgada en una traza de señal de la tarjeta impresa.
Al realizar mediciones de la pérdida de inserción en una traza de una determinada capa de la tarjeta impresa, los cables de entrada y de salida que incluyen las sondas y vías de la tarjeta impresa producen contribuciones no deseadas en los resultados y, por lo tanto, necesitan eliminarse de la medición hasta el área de interés. Delta L es un algoritmo que se desarrolló para eliminar estos efectos de manera matemática y calcular la pérdida de inserción por pulgada en una traza en una determinada capa de la tarjeta impresa, mediante la utilización de estructuras de señal de diferentes longitudes. El proceso de medición Delta L se integró completamente como la opción R&S®ZNx-K231 en los analizadores de redes vectoriales R&S®ZNA, R&S®ZNB, R&S®ZNBT y R&S®ZND.
Una completa caracterización de un adaptador de fijación y su correspondiente compensación desplazan completamente el plano de referencia del analizador de redes vectoriales a una nueva posición junto al dispositivo. Este método puede utilizarse para realizar mediciones de todo tipo de dispositivos. Este no es el caso de Delta L, donde el algoritmo asume que el dispositivo es una línea de transmisión casi ideal en una determinada capa de la tarjeta impresa, que se caracteriza solo por la longitud y la pérdida. El proceso para la caracterización y compensación completa del adaptador de fijación está también disponible en los analizadores de redes vectoriales R&S®ZNA, R&S®ZNB, R&S®ZNBT y R&S®ZND. Las opciones correspondientes son R&S®ZNx-K210 (EZD), R&S®ZNx-K220 (ISD) y R&S®ZNx-K230 (SFD).
En caso de que solo la pérdida de inserción por pulgada en una determinada capa de la tarjeta impresa sea de interés, Delta L proporciona un método sencillo y personalizado para obtener estos resultados mediante la medición de estructuras de la tarjeta impresa con tres diferentes métodos: 1L, 2L o 3L. Estos métodos definen el número de cupones de prueba que se utilizan con diferentes longitudes de traza. La figura 2 muestra un ejemplo del método 2L, que utiliza cupones de prueba de 5 y 2 pulgadas.
Delta L 3.0 define la sonda, el lanzamiento y la cuadrícula (1.0 mm) de la sonda, así como también el algoritmo para calcular la pérdida de inserción por pulgada. Funciona hasta PCIe 4.0 y con frecuencias de hasta 20 GHz. Delta L 4.0 es una reciente ampliación de PCIe 5.0 y PCIe 6.0, la cual redefine el lanzamiento y la cuadrícula (0.5 mm) de la sonda, así como la ampliación del algoritmo hasta 40 GHz. La opción R&S®ZNx-K231 incluye el nuevo algoritmo Delta L 4.0, el cual puede utilizarse tanto para mediciones Delta L 4.0 como Delta L 3.0.
Figura 2: método Delta‑L con el uso de cupones de prueba con dos diferentes longitudes
Aquí se muestra: cupones de pruebas de 5 y 2 pulgadas. La pérdida de inserción por pulgada se determina para el área de interés, aquí se muestra como el segmento de traza de 3 pulgadas que se incluye en el cupón de prueba de 5 pulgadas.
Figura 3: sondas Delta‑L 4.0 de PacketMicro
Sondas Delta‑L 4.0 con pines guía en un módulo de pruebas, que incluyen cupones de prueba de 10", 5" y 2" en diferentes capas de la tarjeta impresa.
La configuración general se muestra en la figura 1. En la figura 3 se muestra un primer plano del módulo de pruebas y de las sondas Delta L 4.0 utilizadas y en la figura 4 otro primer plano del lanzamiento de la sonda. El analizador de redes vectoriales se calibra hasta el final de los cables coaxiales, por ejemplo, con la unidad de calibración automática R&S®ZN-Z54.
Figura 4: sonda Delta‑L 4.0 y módulo de pruebas de PacketMicro
Muestra el lanzamiento de la sonda Delta‑L 4.0. Delta‑L 4.0 define una estructura tierra-señal-señal-tierra (GSSG) con una cuadrícula de 0.5 mm que reemplaza la cuadrícula de 1.0 mm de Delta‑L 3.0.
Con la opción R&S®ZNx-K231, el proceso Delta L se integró completamente en los analizadores de redes vectoriales R&S®ZNA, R&S®ZNB, R&S®ZNBT y R&S®ZND. Su implementación admite métodos 1L, 2L y 3L, con cupones de prueba con 1, 2 o 3 longitudes diferentes. Al ser integradas dentro del instrumento, se elimina completamente la necesidad de posprocesamiento en una PC externa.
Figura 5: implementación de Delta‑L en el R&S®ZNx-K231
Esta implementación admite métodos de medición 1L, 2L y 3L.
El diálogo que se muestra en las figuras 5 y 6 permite acceder a la configuración de medición Delta L, que incluye configuración del puerto del instrumento, selección del método Delta L y definición del barrido. Además de los parámetros-S, también pueden visualizarse las impedancias de reflectometría en el dominio temporal (TDR) para verificar la correcta conexión de las sondas Delta L y para reajustar las sondas en caso de que sea necesario.
Figura 6: configuración de los ajustes Delta‑L en el R&S®ZNx-K231
Una vez que el usuario haya definido la configuración, puede iniciarse la medición Delta L, guiando al usuario a través de los diferentes pasos del proceso Delta L. Para cada longitud de cupón, el usuario puede seleccionar una medición en vivo o cargar un resultado de medición ya existente guardado en formato Touchstone.
Figura 7: proceso Delta‑L, ejemplo para pruebas 3L
La figura 7 muestra un ejemplo del método 3L, donde se utilizan cupones de prueba de 10", 5" y 2". En este caso, el algoritmo Delta L elimina los cables de entrada y de salida correspondientes y proporciona tres resultados para la pérdida de inserción por pulgada, mediante la combinación de 10" con 5" (área de interés = 5"), de 10" con 2" (área de interés = 8") y de 5" con 2" (área de interés = 3"), como se describe en la figura 2. El método 3L es el que proporciona más información y suele utilizarse en una fase temprana, por ejemplo, de selección de materiales.
Figura 8: proceso Delta‑L, ejemplo para pruebas 2L
La figura 8 muestra un ejemplo de la medición 2L con cupones de prueba de 10" y 5". Aquí, el algoritmo Delta L elimina los cables de entrada y de salida correspondientes y proporciona un resultado para la pérdida de inserción por pulgada, mediante la combinación de las únicas longitudes disponibles de 10" y 5" (área de interés = 5"). El método 2L proporciona un resultado preciso de la pérdida de inserción por pulgada en el área de interés y se recomienda para muestreo de módulos. El método 1L utiliza solo una longitud de cupón y no elimina ningún cable de entrada y de salida de los resultados de medición. Está diseñado para producción a gran escala y proporciona tendencias y estadísticas del proceso de producción, a través de cupones de prueba en múltiples módulos.
Figura 9: pérdida de inserción por pulgada con y sin alisado
Apenas estén disponibles los resultados de medición de todos los cupones de prueba requeridos, puede iniciarse el cálculo Delta L correspondiente mediante la utilización del botón «Run» (ejecutar) en el proceso Delta L. Los resultados se muestran en un nuevo diagrama adicional. Para todas las frecuencias seleccionadas en la configuración de medición Delta L, se proporcionan marcadores que muestran los valores numéricos de la pérdida de inserción por pulgada y la incertidumbre correspondiente. La figura 9 muestra los resultados de la medición Delta L, que utiliza el método 2L con un cupón de prueba de 10" y 5". La traza anaranjada muestra la curva alisada con los valores del marcador en las frecuencias seleccionadas. La traza azul muestra la curva no alisada para referencia y comparación.
Los analizadores de redes vectoriales R&S®ZNA, R&S®ZNB, R&S®ZNBT y R&S®ZND proporcionan todas las funcionalidades que se necesitan para realizar pruebas de integridad de señal en estructuras de señales digitales de alta velocidad en un solo instrumento. La opción R&S®ZNx-K231 incluye el proceso de medición Delta L hasta Delta L 4.0, como se requiere para PCIe 5.0 y PCIe 6.0. Delta L 4.0 se ha desarrollado para utilizar hasta 40 GHz y proporciona un método sencillo y personalizado para obtener la pérdida de inserción por pulgada en una sección de la traza en una determinada capa de la tarjeta impresa.
| Producto | Denominación | Código del producto. |
|---|---|---|
| Caracterización de la tarjeta impresa Delta‑L 4.0, análisis completo 1L, 2L y 3L basado en la metodología Intel Delta‑L 4.0 | ||
| Para R&S®ZNA | R&S®ZNA-K231 | 1339.3922.02 |
| Para R&S®ZNB | R&S®ZNB-K231 | 1328.8628.02 |
| Para R&S®ZNBT | R&S®ZNBT-K231 | 1328.8663.02 |
| Para R&S®ZND | R&S®ZND-K231 | 1328.8705.02 |
