信号测试简介及SPI测试举例 ppt
SPI总线信号特性和完整性的测试程序与规定
SPI总线信号特性和完整性的测试程序与规定1. 简介SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种常用于片上系统（SoC）中的串行通信接口。
它允许微控制器与外部设备（如传感器、存储器等）进行高速通信。
为确保SPI总线的稳定性和可靠性，在设计和测试过程中需要考虑信号特性和完整性的问题。
2. 测试程序为了测试SPI总线信号特性和完整性，我们可以采用以下步骤：步骤1：确定测试需求首先，需要明确测试的目标和需求，例如测试SPI总线的最大传输速率、噪声容限等。
步骤2：选择测试设备和工具根据测试需求，选择合适的测试设备和工具。
例如，可以使用示波器、逻辑分析仪等仪器来监测和分析SPI总线的信号。
步骤3：连接测试设备将测试设备正确连接到SPI总线上，确保信号的传输路径正确无误。
步骤4：执行测试程序编写测试程序，通过发送特定的数据和命令，观察和分析SPI总线上的信号特性和完整性。
可以使用合适的软件或硬件工具来实现测试程序。
步骤5：数据分析和结果评估根据测试结果，对SPI总线的信号特性和完整性进行分析和评估。
可以比较测试结果与规定的标准，判断SPI总线是否符合要求。
步骤6：记录和报告将测试过程、结果和评估记录下来，并撰写测试报告。
报告应包括测试目的、测试步骤、测试结果和评估等内容。
3. 规定在测试SPI总线信号特性和完整性时，需要遵守以下规定：- 选择合适的测试设备和工具，确保其性能和准确性。
- 确保测试设备与SPI总线的连接正确可靠。
- 在测试过程中，应注意测试设备的采样率和分辨率，以确保准确捕获和分析信号。
- 根据测试需求，选择合适的测试方法和参数，例如最大传输速率、信号噪声容限等。
- 将测试结果与规定的标准进行比较和评估，判断SPI总线是否符合要求。
- 记录并报告测试过程、结果和评估，以便后续分析和改进。
结论通过合适的测试程序和遵守相关规定，可以有效测试SPI总线的信号特性和完整性。
信号测试技术PPT课件
信号， 则系统的稳态输出必是、也只是同频率的简谐信号；即输 出y(t)唯一可能解只能是
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重要结论
线性系统具有频率保持特性的含义是输入 信号的频率成分通过线性系统后仍保持原 有的频率成分。如果输入是很好的正弦函 数，输出却包含其他频率成分，就可以断 定其他频率成分绝不是输入引起的，它们 或由外界干扰引起，或由装置内部噪声引 起，或输入太大使装置进入非线性区，或 该装置中有明显的非线性环节。
测试装置的静态特性就是在静态测试情况下描述实际测试装置与理想定 常线性系统的接近程度。 下面来讨论一些重要的静态特性。
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一、线性度
线性度：输入输出保持常值比例关系的程度—校准曲线接近 拟合直线的程度。 两种拟合方法：端基直线、独立直线 线性误差=B/A*100% B为校准曲线与拟合直线的最大偏差。 A为装置的标称输出范围。
由频率保持性，简谐输入得到简谐输出，频率相同而幅
值不同，其幅值比A＝Y0/X0是频率ω的函数记为A(ω)， 定义为幅频特性；相位差也是ω的函数,记为 ，定义
为相频特性。统称系统的频率特性。
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目录
（一）幅频特性、相频特性和频率响应函数
定常线性系统在简谐信号的激励下，系统的频率特性： 称为频率响应函数
常数倍输入所得的输出等于原输入所得输出的
常数倍，即:
若
x(t) → y(t)
则
kx(t) → ky(t)
3)微分性
系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微
分，即
若
x(t) → y(t)
则
x'(t) → y'(t)
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4）积分特性 如系统的初始状态均为零，则系统对输入
测试技术基础课件：测试信号的描述与分析
测试信号的描述与分析
际上，周期信号与非周期信号之间没有绝对的差别，当周期信 号的周期T无限增大时，则此信号就转化为非周期信号f(t)，即
(2－5)
测试信号的描述与分析
图 2-8 瞬态信号波形
测试信号的描述与分析
3)确定性信号的时间特性 x(t)表示信号的时间函数，包含了信号的全部信息量， 信号的特性首先表现为它的时间特性。时间特性主要指以下 几点：①信号随时间变化快慢；②幅度变化的特性；③同一 形状的波形重复出现的周期长短；④信号波形本身变化的速 率(如脉冲信号的脉冲持续时间及脉冲上升和下降沿陡直的 程度)。 以时间函数描述信号的图形称为时域图，在时域上分析 信号称为时域分析。
测试信号的描述与分析
1.能量信号 在所分析的区间(-∞，∞)，能量为有限值的信号称为能 量信号，满足如下条件:
(2－7)
对于电信号，通常是电压或电流，电压在已知区间(t1， t2)内消耗在电阻上的能量，其值为
(2－8)
对于电流，能量值为
(2－9)
测试信号的描述与分析
分。讨论消耗在电阻上的能量往往是很方便的，因为当 R=1Ω时，上述两式具有相同形式，采用这种规定时，就称 方程
测试信号的描述与分析
如果时间间隔趋于无穷大，将产生两种情况： (1)信号总能量为有限值而信号平均功率为零，称为能 量信号。一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号，如非周 期的单脉冲信号就是常见的能量信号。 (2)信号平均功率为大于零的有限值而信号总能量为无 穷大，称为功率信号。一般持续时间无限的信号都属于功率 信号，如周期信号就是常见的功率信号。
测试信号的描述与分析
1)周期信号
周期信号是指经过一定时间可以重复出现的信号，满足
条件为
信号测试简介及SPI测试举例课件PPT
2、常见信号质量问题
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6）其他原因
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3、信号测试几种常见类型
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二、SPI介绍
1、定义
SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是 Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH ，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速 的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚 ，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来 越多的芯片集成了这种通信协议。
板级信号测试介绍物联传感硬件测试部信号测试简介spi举例一信号的测试1信号完整性现在的高速数字系统的时钟频率可能高达数百兆hz其快斜率瞬变和极高的工作频率以及很大的电路密集度必将使得系统表现出与低速设计截然不同的行为出现了信号完整性问题
板级信号测试介绍
——物联传感 硬件测试部
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一 信号测试简介
二 SPI举例
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二、数据协议
通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说 数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟 脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据
在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成 一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8/16次时钟信号的改 变（上沿和下沿为一次），就可以完成8/16位数据的传输。
SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条 线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线 MOSI和低电平有效的从机选择线SS（有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口 芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI）。
SPI总线介绍 PPT
总结
大家好
大家好
谢谢
多字节写操作：单片机通过8个sclk下降沿传送命令字 节后，在接下来的8个sclk时钟的下降沿传送一字节数 据,以次类推。
多字节读操作：：单片机通过8个sclk下降沿传送命令 字节后，在紧接着的的8个sclk时钟的下降沿DS1302 传送一字节数据,以次类推。
大家好
特殊寄存器
在DS1302的时钟日历或RAM进行数据传送时，DS1302必须首先发送 命令字节。若进行单字节传送，8位命令字节传送结束之后，在下8个 SCLK周期的下降沿输出数据字节。
SETB SCLK
NOP
LOOP2: CLR SCLK;下降沿输出
MOV A,@R0
MOV C,I/O
RRC A
MOV @R0,A
SETB SCLK
DJNE R1,LOOP2
RET
大家好
多字节读模式
将时钟日历寄存器的秒、分、时、日、星期、月、年以及写保护寄存器的内容分别存入单片机的6FH～68H单元
大家好
DS1302的工作原理
单片机开始数据传送时，必须将DS1302的/RST置高，且把 包含有地址和命令信息的8位数据发送给DS1302.
数据在SCLK的上升沿入，下降沿串行出；
单片机对DS1302的读/写是命令字来初始化的。命令字格式：
命令字节的D7必须为1，若D7=0,写保护； D6=0,表示存取日历时钟数据；D6=1,表示存取RAM数据. D5~D1指示操作单元的地址； D0=0,表示写；D0=1,表示读；
spi总线是单主机或多主机总线是同步或异步27复习6简答6分28总结总线形式哪几根信号线电平如何寻址从器件仲裁机例子及要点串口单片机双机通信的初始化iic单片机对at24c01的读写中数据格式can单片机对sja1000初始化wire单片机对ds18b20的读写spi单片机对ds1302的读写2930
信号完整性测试PPT课件
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2020/5/30
测试能帮我们做些什么？
▪ 验证
–验证我们的硬件设计是否符合设计要求 –验证我们的信号质量是否达到设计要求：波形，时序，电源 –验证仿真结果和实测结果的一致性：波形，时序，电源 –验证模型的准确性
▪ 调试
–调试的目的：发现问题，解决问题 –问题是否是硬件设计的问题？ –问题是否是器件的原因：驱动能力？模型？ –问题是否是布局布线的问题：拓扑？端接？阻抗？走线长度？串扰？
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2020/5/30
均衡和预加重的测试
软件实现均衡:
张开眼图进行显示 (示波 器作为接收端)
让设计人员看到接收端内 部的信号波形情况
我们可以使用80SJNB软件 分析均衡后的信号
针对已知PRBS码型自动获 得 Taps 值
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抖动、眼图和浴盆曲线
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抖动、噪声和误码原因分析
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当前高速芯片接收端都使用了均衡
在发送端是一个 “OPEN”的眼睛
在接收端是一个“CLOSE” 的眼睛
Tx + +
path
--
++
--
path
++
path
--
怎么去测试这个眼图？
++
Rcv
EQUALIZER
--
▪ 我不想在这点去测试信号，因 为我想知道通道对信号的影响
▪ 但是如果我在这点进行测试… …我发现眼图是闭合的
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2020/5/30
探头的选择——等效负载举例
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SPI总线信号完整性测试
SPI总线信号完整性测试目录CONTENTS 1•信号完整性测试条件2•SPI信号完整性测试一、信号完整性测试条件1 单板/系统工作条件单板/系统工作在室温条件（20℃~27℃）单板/系统要可靠接地单板/系统上电正常工作，各模块工作均正常，30分钟后再开始测试单板/系统在轻载及满载情况下均应测试单板/系统电源稳定在额定电压±3%范围内2 测试人员要求<1>.熟悉逻辑电平及SPI总线协议的基本知识，熟练掌握示波器的使用方法；<2>.测试人员在测试操作仪器时必须穿戴防静电服、静电鞋和防静电帽；<3>.在用手持握被测电路板时必须戴防静电手套；<4>.测试人员在使用时必须要按照示波器的具体要求来操作。
3 测试手法要求1、测试点尽量不要引飞线，非引不可也要尽量短2、尽量减少探头探针与探头地线所构成的环路面积3、手不要触摸测试信号4、2个探头不能共用同一地线5、测量时，使输入信号达到最大示波器的满刻度6、测量时，示波器探头和电缆要远离潜在串扰源的地方7、测试过程中，禁止在测试环境附近打电话或使用其他有强辐射的设备，避免对测试结果产生干扰8、测量时，如果测量结果超出规格，须再次确认测试点与芯片规格，确认测量条件及测量方法无误后，更换新的PCBA板测量，若测量结果仍是Fail，则定性为Bug并与硬件/软件人员确认。
并提单至禅道Bug管理系统或Jira管理系统4 测试设备要求示波器及探头<a>.为了确保测量数据的精度，应尽量采用高输入阻抗、小电容值、高带宽的有源探头和高带宽的示波器<b>.仪器预热：为了避免温度变化带来的误差，在测试进行前，仪器需要预热30分钟。
<c>.测量前，要校准仪器<d>.测量前，保证测试仪器与被测试单板/系统共地<e>.探头和示波器的带宽要超过被测信号带宽的3倍以上<f>.示波器的采样速率至少要超过被测信号最高频率成分的2倍<g>.建议使用示波器厂家推荐的示波器和探头组合进行测量<h>.不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头5 测试项及标准评估根据电路原理图，遍历所有SPI总线信号，详细测试项如下表（1）~表（4）所示：信号名称测试项测试位置合格标准SPI-CSVih接收信号宿端ICdatasheetVilOvershootUndershootTrTf信号名称测试项测试位置合格标准SPI-SCLKVih接收信号宿端ICdatasheetVilOvershootUndershootTclch上升时间Tchcl下降时间Tclh高电平脉宽Tcll低电平脉宽Fsck频率表（1）SPI总线CS信号测试项及标准表（2）SPI总线SCLK信号测试项及标准信号名称测试项测试位置合格标准SPI-MOSIVih接收信号宿端ICdatasheetVilOvershootUndershootTrTftDSU数据建立时间tDH数据保持时间信号名称测试项测试位置合格标准SPI-MISOVih接收信号宿端ICdatasheetVilOvershootUndershootTrTftDSU数据建立时间tDH数据保持时间表（3）SPI总线MOSI信号测试项及标准表（4）SPI总线MISO信号测试项及标准6 测试点选择要求测试点一般选择信号宿端，尽量在芯片的输入管脚上测量，或者尽量靠近输入管脚7 测试用软件1、满足单板/系统工作在特定的功能状态、业务状态下所测到的信号才是有效信号（SPI总线有通信）2、要求有效信号能够重复出现要求3、能够满足较长时间观察的要求8 参考文件1、《示波器使用操作手册》2、《SPI总线协议》3、线路原理图、位置图及各芯片规格书二、SPI总线信号完整性测试1 SPI总线信号质量测试测试目的：验证SPI总线的信号质量是否符合芯片要求，测试指标项应根据具体芯片要求制定，具体指标有CS、SCLK、MOSI和MISO的低电平电压，高电平电压，上升沿时间，下降沿时间，上过冲和下过冲。
WiFi测试方法和测试规范幻灯片PPT
Байду номын сангаас 04
Wi-Fi这个术语被普遍误以为是指无线保真〔Wireless Fidelity〕，类似历史悠久的音 频设备分类：长期高保真〔1930年开场采用〕或Hi-Fi 的〔1950年开场采用〕。即使WiFi联盟本身也经常在新闻稿和文件中使用“无线保真〞这个词，Wi-Fi还出现在ITAA的一 个论文中。
内IEEE容802.11，1997年，原始标准〔2Mbit/s，播在2.4GHz〕。
IEEE 802.11a，1999年，物理层补充〔54Mbit/s，播在5GHz〕。
微IEEE软80雅2.1黑1b2，41p9t99年，物理层补充〔11Mbit/s，播在2.4GHz〕。
IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接〔MAC Layer Bridging〕。 IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 IEEE 802.11e，对效劳等级〔Quality of Service, QoS〕的支持。 IEEE 802.11f，基站的互连性〔IAPP，Inter-Access Point Protocol〕，2006年2月被IEEE批 准撤销。 IEEE 802.11g，2003年，物理层补充〔54Mbit/s，播在2.4GHz〕。 IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内〔indoor〕和室外〔outdoor〕信道〔 5GHz频段〕。 IEEE 802.11i，2004年，无线网络的平安方面的补充。 IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。 内容 微软雅黑24pt
WiFi测试方法和测试标准幻灯片 PPT
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2、常见信号质量问题
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6）其他原因
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3、信号测试几种常见类型
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二、SPI介绍
1、定义
SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是 Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH ，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速 的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚 ，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来 越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。
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3、信号测试
水浸检测器部分原理图
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信号质量测试
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谢谢！
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二、数据协议
通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说 数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟 脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据 在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成 一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8/16次时钟信号的改 变（上沿和下沿为一次），就可以完成8/16位数据的传输。
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2、通信原理
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要 至少4根线，事实上3根也可以（用于单向传输时，也就是半双工方式）。也是所有基于SPI的设备共 有的，它们是SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。 （1）MOSI– SPI总线主机输出/ 从机输入（SPI Bus Master Output/Slave Input）； （2）MISO– SPI总线主机输入/ 从机输出（SPI Bus Master Input/Slave Output)； （3）SCLK –时钟信号，由主设备产生； （4）CS – 从设备使能信号，由主设备控制（Chip select），有的IC此pin脚叫SS。 其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电 位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。
板级信号测试介绍
——物联传感 硬件测试部
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一 信号测试简介
二 SPI举例
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Байду номын сангаас
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一、信号的测试
1、信号完整性
现在的高速数字系统的时钟频率可能高达数百兆Hz，其快斜率瞬变和极高 的工作频率，以及很大的电路密集度，必将使得系统表现出与低速设计截然不 同的行为，出现了信号完整性问题。破坏了信号完整性将直接导致信号失真、 定时错误，以及产生不正确数据、地址和控制信号，从而造成系统误工作甚至 导致系统崩溃。因此，信号完整性问题已经越来越引起高速数字电路设计人员 的关注。
在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信， 显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号 ，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。
数据方向和通信速度 SPI传输串行数据时首先传输最高位。波特率可 以高达5Mbps，具体速度大小取决于SPI硬件。
SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数 据
SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条 线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线 MOSI和低电平有效的从机选择线SS（有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口 芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI）。
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工作模式
SPI有四种工作模式,各个工作模式的不同在于SCLK不同, 具体工作由CPOL,CPHA决定 CPOL: (Clock Polarity),时钟极性 当CPOL为0时,时钟空闲idle时候的电平是低电平; 当CPOL为1时,时钟空闲idle时候的电平是高电平; CPHA:(Clock Phase),时钟相位 当CPHA为0时,时钟周期的前一边缘采集数据; 当CPHA为1时,时钟周期的后一边缘采集数据; CPOL和CPHA，分别都可以是0或时1，对应的四种组合就是：
如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC，则该电路具 有较好的信号完整性。反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问 题。SI（Signal Integrity）解决的是信号传输过程中的质量问题，尤其是在高速 领域，数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现，物理实现中数字器件开关行 为的模拟效果往往成为设计成败的关键。