Con il lancio della nuova piattaforma WaveMaster 8000HD, Teledyne LeCroy introduce per la prima volta al mondo la tecnologia dell'alta definizione (12 bit di risoluzione verticale) negli oscilloscopi ad altissima larghezza di banda, con modelli da 20 a 65 GHz.

La maggiore definizione consente di affrontare meglio tutte le applicazioni di misura e analisi dei segnali più sofisticate, tra cui la caratterizzazione e il debug di componenti e circuiti utilizzanti i bus seriali veloci di ultima generazione, come PCIe 6, USB 4, che utilizzano per la trasmissioni dati le modulazioni multilivello, come PAM3 e PAM4.

Le novità non si fermano al solo hardware. Con il pacchetto software SDA Expert integrato nello strumento, l'analisi del jitter e dei diagrammi ad occhio viene notevolmente semplificata.

Oltre 10 anni fa Teledyne LeCroy introdusse sul mercato la tecnologia di acquisizione nativa a 12 bit per gli oscilloscopi, una rivoluzione che ha permesso di eseguire misure e affrontare applicazioni del tutto nuove, a partire dal debug dei sistemi elettronici di potenza, dove è molto comune incontrare segnali rapidamente variabili di piccola intensità sovrapposti a segnali più lenti di grande ampiezza. 

La particolarità degli oscilloscopi ad alta definizione di Teledyne LeCroy è che offrono alta risoluzione e basso rumore con qualunque impostazione della base tempi, anche alla massima velocità di acquisizione. Infatti, a differenza di altre soluzioni tecnologiche, che sfruttano la post-elaborazione software per aumentare la risoluzione verticale dell'oscilloscopio, ma solo su una larghezza di banda ridotta, gli strumenti Teledyne LeCroy garantiscano la risoluzione di 12 bit in ogni condizione operativa dello strumento.

Gli oscilloscopi Teledyne LeCroy garantiscono sempre un'acquisizione del segnale nativa a 12 bit, in qualunque condizione operativa dello strumento

Tuttavia, i limiti tecnologici in passato impedivano di utilizzare la stessa tecnologia nei modelli di oscilloscopi con frequenze massima di lavoro molto più elevate, dell'ordine dei gigahertz. Ora tali limiti sono stati superati e i nuovi modelli WaveMaster 8000HD possono acquisire i segnali a 12 bit con una frequenza di campionamento fino a 320 GS/s e una memoria di acquisizione che può essere estesa fino a 8 Gigapoint (Gpt).

Oltre che per tutte le classiche applicazioni degli oscilloscopi, comprese quelle legate all'analisi dei sistemi di potenza rese possibili dall'acquisizione a 12 bit, i nuovi modelli WaveMaster 8000HD risultano particolarmente utili per la verifica dei bus seriali veloci di nuova generazione.

Infatti, gli standard dei bus per la trasmissione di dati seriali stanno aumentando continuamente la velocità massima, per rispondere alle esigenze di un mercato che richiede una sempre maggiore capacità di elaborazione. Ad esempio, il nuovo standard PCI Express (PCIe) 6.0 prevede una velocità di trasferimento dati di 64 Gigatransfer al secondo (GT/s), mentre il nuovo USB4 v2.0 prevede uno scambio di 80 Gigabit al secondo (Gbps).

Analisi con diagramma ad occhio di un segnale con modulazione PAM4Entrambi i nuovi standard, per aumentare la velocità di trasmissione dati senza aumentare la velocità di simbolo (per evitare un aumento eccessivo della banda occupata e delle problematiche di interferenza elettromagnetica) utilizzano segnali con modulazione di ampiezza d'impulso (PAM) a più livelli.

L'aumento della velocità e l'utilizzo delle modulazioni multilivello richiedono una maggiore larghezza di banda e risoluzione dell'oscilloscopio. La complessità del collegamento dati seriale aumenta anche grazie all'uso dell'equalizzazione dinamica del collegamento, della negoziazione, dell'addestramento e delle operazioni di handshaking per stabilire e mantenere le velocità di trasferimento più elevate. Alcune di queste operazioni preliminari allo scambio di dati vero e proprio vengono gestite su collegamenti dati seriali paralleli a bassa velocità, utilizzando una combinazione di segnali di livello fisico e comunicazioni di protocollo.

Grazie allo stadio di acquisizione nativo con risoluzione di 12 bit degli oscilloscopi WaveMaster 8000HD, è possibile caratterizzare molto più accuratamente i segnali multilivello PAM3 e PAM4 utilizzati rispettivamente nelle specifiche USB4 v2.0 e PCIe 6.0, mentre la memoria profonda da 8 Gpt migliora notevolmente le capacità di debug dei problemi di negoziazione dei collegamenti, che coinvolgono numerose sequenze di attività piuttosto lunghe.

Nelle modulazioni PAM3 e PAM4, per distinguere correttamente un dato trasmesso non basta più discrimare tra una sola soglia, bensì serve distinguere tra due oppure tre livelli di soglia diversi, per cui il margine per discriminare tra il valore di un simbolo e un altro viene notevolmente ridotto, e di conseguenza una maggiore risoluzione verticale aiuta e vedere meglio le transizioni e le forme del diagramma a occhio, che risulta molto più complesso di quello tradizionale della modulazione NRZ.

Funzionalità per il debug dei moderni sistemi elettronici embedded

Gli oscilloscopi della famiglia WaveMaster 8000HD offrono inoltre diverse particolarmente funzionalità esclusive particolarmente utili per il debug dei più recenti sistemi elettronici embedded ad alta velocità.

Analisi integrata e sincronizzata di un bus seriale veloce a livello fisico e di protocollo con oscilloscopio e analizzatore di protocolloAd esempio, gli utilizzatori degli oscilloscopi WaveMaster 8000HD possono:

• Abbinare facilmente le funzioni dell'oscilloscopio WaveMaster 8000HD con quelle di un analizzatore di protocollo PCIe o USB Teledyne LeCroy grazie alla funzione CrossSync, che permette di osservare modo coordinato il comportamenti dei collegamenti ad alta velocità a livello di segnale fisico e di protocollo.
• Acquisire facilmente dati seriali a bassa velocità, i collegamenti di addestramento e negoziazione, i segnali di alimentazione e altri associati, utilizzando quasi tutte le sonde accoppiate da 50 Ω o 1 MΩ (comprese le sonde passive e le sonde di corrente) offerte da Teledyne LeCroy.
• Utilizzare uno degli oltre 20 trigger e decodificatori per bus seriali a bassa velocità - facilitando l'esecuzione di debug dei bus a bassa velocità e ad alta velocità con lo stesso oscilloscopio.
• Acquisire segnali digitali con ingressi logici digitali (mixed-signal) fino a 500 MHz di frequenza di clock integrati nell'oscilloscopio WaveMaster 8000HD, con possibilità di aggiungere l’analizzatore digitale ad alta velocità HDA125, per acquisire digitalmente segnali fino a 6 Gb/s - particolarmente utile per l'acquisizione di segnali di memoria DDR, la decodifica e la separazione dei segnali di lettura/scrittura nell'ambito del debug e dei test di conformità dei moduli di memoria DDR.
• Osservare segnali e eseguire il debug degli errori di collegamento per periodi eccezionalmente lunghi, utilizzando fino a 8 Gpt di memoria di acquisizione.
  
  

Caratterizzazione e prove di conformità sui bus seriali veloci

SDAExpert aiuta a effettuare correttamente le complesse misure sui moderni bus veloci secondo gli standard e le migliori praticheI modelli SDA 8000HD Serial Data Analyser degli strumenti della famiglia WaveMaster 8000HD includono di serie una quantità di memoria di acquisizione aggiuntiva, un trigger seriale da 8 Gb/s (aggiornabile a 16 Gb/s) e la versione core della pacchetto per l'analisi del diagramma a occhio SDA Expert e degli strumenti di analisi del jitter.

Il software di analisi dei dati seriali SDA Expert è un pacchetto di nuova generazione per l'analisi del diagramma a occhio e del jitter che integra tutte le competenze specialistiche per effettuare l'analisi dei complessi segnali e protocolli dei bus seriali veloci secondo quando definito dagli standard e le migliori pratiche del settore.

Caratterizzazione completa di segnale di un bus seriale veloce con modulazione NRZIn pratica, aiuta i progettisti nelle attività di configurazione dello strumento per effettuare le prove e misure previste degli standard ed espande le capacità di debug dell'oscilloscopio con funzioni di analisi dedicate alle tecnologie PCI Express, USB, DisplayPort e altre ancora. La selezione intuitiva delle misure secondo di vari standard consente di risparmiare tempo ed evitare errori.

Le opzioni di analisi dei dati seriali integrata nel pacchetto SDA Expert forniscono tutti gli strumenti necessari per la misurazione del diagramma a occhio, del jitter o del rumore dei bus seriali che utilizzano modulazioni NRZ o PAM ad alta velocità. È un set di funzionalità che copre tutte le esigenze di analisi dei segnali NRZ e PAM, integrando svariate misure automatiche utili per valutare jitter, rumore, diafonia, equalizzazione e risposta all'impulso, oltre a un potente metodo di visualizzazione multipla con possibilità di correlazione e di confronto tra segnali fisici e informazioni di protocollo.

"Artificial intelligence (AI), High Performance Computing (HPC) e Ubiquitous Computing stanno determinando una crescita senza precedenti dei requisiti di trasferimento dati del settore, consentiti da collegamenti dati seriali con una maggiore velocità e complessità, come PCI Express 6.0 e USB4 v2.0", ha dichiarato Jim Pappas, Director of Technology Initiatives di Intel Corporation. "Soluzioni come quelle di Teledyne LeCroy sono fondamentali per gli ecosistemi che alimentano le rapide innovazioni in atto in questi mercati".