АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ ГЛАЗКОВЫХ ДИАГРАММ ДЛЯ АНАЛИЗА САПР

Глазковая диаграмма представляет собой графическое представление цифрового сигнала, полученное путем многократного наложения сегментов данных на осциллографе [1].

Анализ глазковой диаграммы является ключевым методом оценки целостности сигнала в высокоскоростных цифровых системах. Этот метод визуально представляет характеристики сигнала во временной области, позволяя инженерам оперативно выявлять и диагностировать проблемы, связанные с искажениями, джиттером и другими параметрами сигнала [2].

К основным параметрам глазковой диаграммы относятся: ширина и высота раскрытия «глаза», уровень джиттера, перекос сигнала, время нарастания и время спада. Каждый из этих показателей играет важную роль в оценке качества передачи данных [1].

Традиционные глазковые диаграммы для последовательных каналов могут быть сгенерированы на аппаратном уровне, что является трудоёмким процессом [3]. Инженеру необходимо вручную задавать такие параметры, как время нарастания и спада, битрейт, уровень синхронизации и другие. В современных условиях, когда требуется массовое построение и анализ диаграмм, ручной подход становится неэффективным и подверженным ошибкам.

Целью данной статьи является демонстрация преимуществ автоматизированной настройки оборудования для построения и анализа глазковых диаграмм, а также описание практического опыта внедрения такой системы.

При ручной настройке оператор каждый раз должен вводить параметры, удовлетворяющие условиям построения корректной глазковой диаграммы. Однако не все условия могут быть выполнены с первого раза: часто требуется тонкая корректировка нескольких параметров одновременно. Этот процесс занимает значительное время и не гарантирует успешного результата с первой попытки.

Кроме того, важным фактором является субъективность восприятия: у каждого оператора может быть своё представление о «правильной» глазковой диаграмме. Для одного специалиста критически важны только высота и ширина раскрытия «глаза», для другого — также соответствие сигнала заданной глазковой «маске».

На рисунках 1 и 2 показан пример корректировки глазковой диаграммы путём изменения битрейта для одной и той же дифференциальной пары. Даже такая простая корректировка занимает несколько минут. В условиях массовых измерений, когда необходимо проанализировать десятки или сотни диаграмм, такие временные затраты становятся недопустимыми.

Рисунок 1. Пример глазковой диаграммы до корректировки

Рисунок 2. Пример глазковой диаграммы после корректировки

Автоматизация процесса построения глазковых диаграмм позволяет существенно ускорить и упростить выполнение измерительных задач.

Автоматизированная настройка параметров ввода исключает возможность ошибочного построения диаграмм и обеспечивает стабильность результатов даже при большом объёме данных.

В рамках исследования была разработана методика автоматизированной корректировки параметров симуляции для построения глазковых диаграмм в среде САПР. Алгоритм реализован на основе скриптового управления, что позволяет интегрировать его в существующие рабочие процессы проектирования. На рисунке 3 представлен интерфейс построенной глазковой диаграммы по той же дифференциальной паре.

Рисунок 3. Интерфейс построенной глазковой диаграммы

В результате внедрения удалось достичь:

• Сокращение времени настройки параметров симуляции с нескольких минут до единиц секунд на одну диаграмму
• Более понятного интерфейса для человека, который только будет изучать данное направление

Автоматизация процесса построения и анализа глазковых диаграмм является эффективным решением для современных высокоскоростных цифровых систем. Она позволяет не только ускорить процесс измерений, но и повысить их точность, воспроизводимость и стандартизацию. Внедрение автоматизированных систем особенно актуально в условиях итерационного проектирования, когда требуется многократный анализ целостности сигнала для различных конфигураций проекта.

Дальнейшее развитие работы будет связано с добавлением информационного окна рядом с графиком, которое будет показывать ширину и высоту «глазка». Помимо этого, реализация глазковой маски в данном проекте будет не лишним.