L interface SATA II 1.5Gb/s 3Gb/s : Un point sur la norme

Transcription

1 Page 1 of 8 L interface SATA II 1.5Gb/s 3Gb/s : Un point sur la norme Le document Unified Test Document est le document de référence régissant les moyens de tests officiels fournis et imposés par le groupe SATA-IO pour le passage des test de conformité et d interopérabilité et constitue également la bible de référence utilisée lors des ateliers de test de conformité SATA. A ce jour seuls Agilent et Tektronix participent activement aux réunions hebdomadaires du groupe de discussion définissant les procédures de validation de l interface physique SATA pour l interopérabilité d un produit SATA sur le Marché Seuls les membres participants et contributeurs actifs à ce groupe de travail qui offre une méthodologie VALIDE d implémentation de tous les tests préconisés par SATA-IO pour la validation l interopérabilité SATA figurent dans la Approved Vendor List dans la catégorie des Outils de Test et de Validation. AGILENT fait partie de cette liste et présente donc une solution de validation de conformité SATA officiellement testée et approuvée par le Groupe SATA-IO (dont Agilent est contributeur) ( ) ATTENTION Une partie importante de la méthodologie utilisée pour la certification de la Gigue sur une interface SATA I a été totalement abandonnée (rendue optionnelle) lors de l avènement de la norme SATA II 1.5Gb/s et 3Gb/s. LA METHODOLOGIE OBLIGATOIRE est désormais basée sur une analyse de Gigue de type Time Interval Error bien entendue implémentée dans notre logiciel de certification SATA N5411A qui utilise une extraction logicielle d horloge complexe émulant une PLL du 2 ème ordre dont les paramètres sont spécifiés par SATA-IO. Définition du besoin en équipement de test dépend du débit SATA considéré: Fig.1 Recommandations de bande-passante de l oscilloscope en fonction du débit SATA

2 Page 2 of 8 Etape 1 : Etablissement des différents types de Signaux de TEST Pour effectuer les différentes mesures inhérentes à la certification d interopérabilité SATA, il est nécessaire de faire générer un certains nombre de signaux spécifiques à l interface SATA sous test. Ces différents signaux de tests sont spécifiés dans le document Serial ATA II Electrical Specifications 1.0 en sections et sont les suivantes : COMP, HFTP, MFTP, LFTP, LBP Il existe deux moyens d obtenir ces signaux de votre interface SATA sous test : 1) L interface SATA doit être placée logiciellement dans l un des modes de test intégré La plupart des fournisseurs de composant SATA support l un des modes de test intégré de la couche physique suivants : BIST T,T+A,T+S ou L par le biais d un registre propriétaire. L utilisateur procédant au déroulement du test de conformité sur l oscilloscope devra s assurer que le mode de test correct est sélectionné sur l interface SATA sous test en fonction du type de signal spécifié et attendu par l oscilloscope lors des différentes étapes de la validation. Les interfaces SATA supportant les modes BIST standard peuvent être contrôlées grâce au logiciel ULINK DriveMaster 2006 (Windows uniquement) pour être placées en mode de test. 2) L interface SATA doit être placée logiciellement dans un mode de test intégré appelé Far End Retimed LoopBack qui signifie que l interface va reproduire sur la paire différentielle d émission les signaux quelle recevra sur la paire différentielle de réception. Ce mode de test est spécifié dans le document Serial ATA II Electrical Specifications 1.0 en sections Une fois ce mode de test établi, un générateur de séquences de stimuli 81134A relié à l oscilloscope sera utilisé pour générer successivement les différents signaux nécessaires au passage du test de conformité. Fig. 2 : Setup complet pour la validation SATA II 3Gb/s complètement automatisée : Oscilloscope DSO81004B 10GHz Options SATA/EZJIT+/HSSDA/001 Générateur de Stimuli 3.35Gb/s 81134A Kit de 8 Câbles SMA m-m (4X15443A) 2 Coupleurs RF SMA 11636B Interface de test SATA H Filtres AC 26GHz SMA m-f 11742A Dans ce mode, toute la procédure de test de conformité est complètement automatisé car le logiciel de test de conformité SATA N5411A prend le contrôle complet du générateur de stimuli 81134A et de l oscilloscope afin de générer le signal de test requis pour chaque étape du script de test de conformité, ce qui comprend également tous les tests complémentaires appelés OOB Out of Band Signaling. Les signaux OOB sont les suivants : COMRESET, COMINIT, COMWAKE Les seules opérations utilisateur sont la mise place du mode Far End Retimed Loopback sur le HOST/DEVICE Sata PHY sous test et les opérations de RESET du SATA PHY pour les test OOB.

3 Page 3 of 8 Etape 2 : Connecter l Oscilloscope à l interface de test SATA Observons tout d abord la topologie typique d une interface SATA : Fig.2 Brochage normalisé de l interface SATA Pour accéder aux signaux SATA TX+ et TX- qui nous intéressent, nous allons utiliser une interface de test SATA COMAX H qui se présente à une extrémité comme un câble SATA f-f standard. L interface de test COMAX isata H se connecte directement sur le connecteur isata de votre Host ou de votre Device (de la même manière qu un câble SATA standard). En alternative, les interface de test SATA Cruz Fig.3 Interface de test SATA H Les signaux SATA sont alors rendus disponible directement sur 4 connecteurs SMA femelles respectivement identifiés 2, 3, 5 et 6 conformément à la normalisation du connecteur SATA. Deux câbles SMA mâle-mâle de 90cm appariés temporellement sont fournis sous la référence 15443A. Ces deux câbles relieront les connecteurs SMA 2 et 3 de l interface de test SATA véhiculant respectivement Host TX+ et Host TX- sur les 2 voies d entrées 1 et 3 (par défaut) de l oscilloscope. Fig.4 Filtre AC 11742A Remarque : Pour accéder à la meilleur dynamique de mesure sur l oscilloscope, nous allons éliminer la composante continue potentiellement présente sur les lignes TX+ et TX- mesurées grâce aux 2 filtres AC 26.GHz 11742A qui seront vissés à l autre bout des câbles SMA du coté de l oscilloscope. La connectique d entrée de l oscilloscope étant de type BNC de précision( 18GHz), nous utiliserons les 2 adaptateurs SMA-BNC 18GHz fournis avec l Oscilloscope pour relier la sorties SMA mâles des filtres 11742A aux entrées BNC de l Oscilloscope. Fig.5 adaptateur SMA-BNC Fig.6 Terminaison SMA50Ohms Enfin, deux bouchons SMA de terminaison 50 Ohms seront vissés sur les connecteurs SMA 5 & 6 de l interface de test isata H Une terminaison SMA 50Ohms est fournie dans chaque kit de deskew et de vérification de performance E2655B.

4 Page 4 of 8 Etape 3 : Lancer le Logiciel N5411A de Validation de conformité SATA II Ce logiciel permet de vérifier la conformité de votre transmetteur à la norme SATA II 1.5Gb/s et 3Gb/s. Il permet également d identifier les défauts potentiels présents dans votre design. L interface utilisateur est extrêmement simple et intuitive de prise en main. Fig. 7 Lancement du logiciel de test de conformité SATA Fig.8 Menu Principal de l Interface Utilisateur Dans le menu principal, vous aller sélectionner le type de Device a tester Host ou Drive la génération GenI 1.5Gb/s ou GenII 3Gb/s, le type d interface i,m,x et l analyse des profiles SSC et DC. Fig. 9 Interface de configuration des paramètres de test Fig.10 Interface de sélection des tests avec détail individuel de chaque test Fig. 11Test spécifique SATA GEN I : Mesure du Mode Commun présent sur TX+ et TX- L analyse des paramètres du profile de modulation Spread Spectrum Clocking est également réalisée.

5 Page 5 of 8 La modulation SSC est une pratique couramment utilisée pour diminuer le rayonnement électromagnétique dégagé par une liaison série à haute vitesse. Elle consiste à volontairement moduler en fréquence le signal d horloge utilisé pour l émission des données pour étaler l énergie rayonnée sur une bande de fréquence plus large. La fréquence de modulation utilisée est de l ordre de 30KHz à 33KHz pour le SATA avec une déviation de fréquence de l ordre de 15MHz en dessous de la fréquence nominale. La forme typique d un profile de modulation SSC est triangulaire. Cette modulation ne perturbe en rien la transmission des données car un récepteur SATA possède une PLL de synchronisation sur le flux de donnée dont la bande-passante est largement supérieure à la fréquence de modulation. Fig. 12 Mesures des caractéristique de Fréquence de modulation et de Déviation en fréquence de la modulation SSC

6 Page 6 of 8 Lors du déroulement du script de test de conformité, l utilisateur est guidé graphiquement pour procéder à la mise en place correcte des sondes sur les signaux de Host TX+ et Host TX- Fig. 13 Exemple de notification de Connexion Le logiciel de validation de conformité SATA N5411A procède à l analyse des signaux de manière complètement automatique en prenant le contrôle de l oscilloscope pour définir les paramètres de déclenchement, de base de temps, mesures automatiques, captures d écran. Le logiciel N5411A génère enfin un rapport de test synthétique comportant le nom du test la description de la spécification officielle, les résultats des mesures intermédiaires ainsi que les copies d écran afin de permettre une analyse fine des mesures obtenues sur un ou plusieurs tests successifs. Fig. 14 Rapport de Test Complet comprenant les copies d écran ainsi qu une indication individuelle de statut Pass/Fail et de marge effective pour chaque mesure effectuée Fig. 15 Diagramme de l œil et Masque de test d un signal SATA II 3Gb/s Informations SATA AGILENT: Manuel d implémentation des test SATAII TX RX OOB sur Oscilloscopes DSO90000A Les tests décrits dans ce documents permettent de vérifier les caractéristiques Physiques de l interface SATA tels que définis dans la section 2.11 du document Unified Test Document Rev.1.1 en référence au document officiel de définition de l interface SATA Présentation Couverture de Test SATA Présentation Vidéo du test de conformité SATA en action sur un Oscilloscope DSO80000B Document général sur les solutions de validation d intégrité du signal Ce document en version imprimable : Tous les fichiers ci-dessus :

7 Page 7 of 8 Configuration Minimale pour SATA 1.5Gb/s La partie SATA 1.5Gb/S minimale préconise au moins 6GHz de bande-passante, je vous propose donc une configuration minimum avec 6GHz de bande (DSO80604B, DSO80604A ou 54855A reconditionné) List des équipements recommandés Oscilloscope d utilisation courante 6GHz DSO90604A Oscilloscope 6GHz (évolutif 13GHz) 4voies 40GSa/s 10M par canal Qty 1 Options nécessaires au test de conformité SATA 1.5Gb/s La connexion entre l oscilloscope et l interface de test H (non fournie) est réalisée grâce aux deux câbles SMA appariés temporellement contenus dans le kit 15443A N5411A Logiciel de validation de conformité SATA II (1.5Gb/s & 3Gb/s) Qty 1 N5400A Logiciel Générique d Analyse de Gigue EZJIT Plus Qty 1 E2688A Logiciel Générique d analyse de signaux série rapide + extraction d horloge Qty 1 H Interface de test isata disponible directement chez Qty 1 E2655B Kit de Deskew et vérification de performances (pour seconde term.sma) Qty A jeu de 2 câbles SMA 90cm appariés temporellement Qty A Filtre de coupure DC 26.5GHz SMA m-f Qty 2 Options nécessaires pour les tests TX et OOB Automatisés Les tests HFT,MFTP,LFTP, SSOP et OOB peuvent être réalisés automatique grâce au générateur d impulsion et de séquence 81134A relié par un câble LAN à l oscilloscope pour la programmation automatique des signaux de test requis A Générateur de séquence 3.35Gb/s Qty B Coupleur RF 26GHz Qty A Filtre AC 26GHz (DC BLOCKER) Qty A jeu de 2 câbles SMA 90cm appariés temporellement (additionnels pour stimulis) Qty 3 Configuration Minimale pour SATA 3Gb/s La partie SATA 3Gb/S minimale préconise au moins 10GHz de bande-passante List des équipements recommandés Oscilloscope d utilisation courante 10GHz DSO90604A Oscilloscope 6GHz (évolutif 13GHz) 4voies 40GSa/s 10M par canal Qty 1 Options nécessaires au test de conformité SATA 3Gb/s La connexion entre l oscilloscope et l interface de test H (non fournie) est réalisée grâce aux deux câbles SMA appariés temporellement contenus dans le kit 15443A N5411A Logiciel de validation de conformité SATA II (1.5Gb/s & 3Gb/s) Qty 1 N5400A Logiciel Générique d Analyse de Gigue EZJIT Plus Qty 1 E2688A Logiciel Générique d analyse de signaux série rapide + extraction d horloge Qty 1 H Interface de test isata disponible directement chez Qty 1 E2655B Kit de Deskew et vérification de performances (pour seconde term.sma) Qty A jeu de 2 câbles SMA 90cm appariés temporellement (nécessaire pour la mesure) Qty A Filtre de coupure DC 26.5GHz SMA m-f Qty 2 Options nécessaires pour les tests TX et OOB Automatisés Les tests HFT,MFTP,LFTP, SSOP et OOB peuvent être réalisés automatique grâce au générateur d impulsion et de

8 Page 8 of 8 séquence 81134A relié par un câble LAN à l oscilloscope pour la programmation automatique des signaux de test requis A Générateur de séquence 3.35Gb/s Qty B Coupleur RF 26GHz Qty A Filtre AC 26GHz (DC BLOCKER) Qty A jeu de 2 câbles SMA 90cm appariés temporellement (additionnels pour stimulis) Qty 3