česky english Vítejte, dnes je pondělí 06. únor 2023

Deset bitů je víc než osm

Všechny analyzátory rozhraní Super- Speed 3.0 spoléhají na vlastnosti křemíkového PHY, které hraje hlavní roli při detekci a rekonstrukci LFPS. Při návrhu analyzačních obvodů pro obnovu dat existují především dva základní přístupy. Jedna skupina USB 3.0 analyzátorů využívá vyhrazených SuperSpeed PINE PHY, zatímco druhá skupina spoléhá na obecné vlastnosti účelových deserializérů.

Hlavním omezením při použití testovacího zařízení s USB 3.0 PIPE PHY, jako je kupříkladu Texas Instruments TUSB1310 je, že rozhraní PIPE nezachová na tomto čipu 10bitovou šířku sběrnice. Uvedené PHY provádějí před přenosem vzorků do logiky analyzátoru převod datového toku na pouhých 8 bitů. V procesu tím samozřejmě dochází ke zrušení původních 10bitových vzorků a vzniku určitého nepoměru. Ovšem bez disparitní informace je přesné obnovení 10b kódu problém, zvláště ve chvíli, kdy je přijat neplatný 10bitový znak. Ve chvíli, kdy je tedy pomocí TI PIPE PHY přijat neplatný 10b kód, nelze určit, jaký znak byl ve skutečnosti přijat. Sice samozřejmě i PIPE PHY je schopné detekovat přijatou chybu, ovšem není schopno ji identifikovat či provést korekci přijatého znaku.

Ukázka skutečných 8b10b kódů

Všechny hlavičky datových paketů i data linkové vrstvy jsou navrženy tak, aby byly schopné tolerovat jeden chybný znak v rámci svých paketových bloků. Pokud tedy SuperSpeed zařízení přijme chybná data, musí být zajištěno, aby tři ze čtyř snímkovacích znaků byly platné. Všechny tyto stavy lze snadno detekovat za použití 10bitové šířky sběrnice. Hlavní rozdíly analyzátorů s PIPE PHY, které nezobrazují skutečný 10bitový kód s případnou chybou, jsou uvedeny níže. Takový stav je dobře vidět například za pomocí USB-IF Link Layer test case 7.05 (Header Packet Framing Robustness), který do paketů úmyslně vkládá náhodné chyby. V tu chvíli je dobře vidět rozdíl, kdy pouze analyzátory, které jsou schopny zachytit a zachovat surový stav 10bitových znaků, umožňují uživateli sledovat skutečně přijatá data. Ukázka chyb v hlavičce datového paketu je uvedena v následujících dvou odstavcích.

Deset bitů je víc než osm 1.jpg

Obr. 1 Analyzátor na bázi PIPE PHY

Deset bitů je víc než osm 2.jpg

 

Obr. 2 Analyzátor na bázi deserializéru

Analyzátor na bázi PIPE PHY

Při zaznamenání chyby nastaví obvod TUSB1310 příznak, který značí, že přijatá data nebylo možné správně dekódovat. Bohužel dále není možné zobrazit skutečné 10bitové symboly, které byly s chybou přijaty. Místo zobrazení skutečných bitů tak analyzátor po zpracování zobrazí jen chybový příznak „D“ za data a „K“ jako označení chyby. Tyto analyzátory jsou schopny zobrazit pouze platné 10bitové kódy, ke kterým se navíc dostanou pouze přepočtem hodnoty z platných 8bitových symbolů.

Analyzátor na bázi deserializéru

Jakmile analyzátor založený na deserializéru zaznamená chybu, přijatá neplatná data zobrazí a zvýrazní je červenou barvou. Ovšem právě i zobrazení skutečného 10bitového kódu (3A9) nabízí vývojářům možnost identifikovat přenosové chyby nebo chybu v uspořádání bitů. Běh dat je však dále zachován a to uživateli umožňuje rozlišovat chyby i v případě velkých datových bloků.

Pomocí obou technologií je možné analyzátorem detekovat a hlásit chyby v hlavičce, datovém rámci i linkových instrukcích (za použití CRC). Nicméně analyzátory, které využívají PIPE PHY, mají při provozu přístup pouze k 8bitovým znakům. Jejich vlastnosti vycházejí z použitých komerčních PHY, neboť vyšší vrstvy používají pouze 8bitové hodnoty. Nicméně, pokud se má jednat o měřicí a testovací zařízení, mají vývojáři potřebu získat co nejpodrobnější obraz provozu na dané sběrnici (viz příklad chybového zobrazení hlavičky datového rámce).

V případě, kdy vývojáři používají analyzátory založené na PIPE PHY, nemají možnost zobrazení 10bitové chyby jak v hlavičce, tak ani v samotných datech. Jedinou možností je použití komplexnějšího testovacího prostředí s možností zachycení a zobrazení surových bitů. Vedlejším efektem snadného použití PIPE PHY v analyzátorech je právě nijak neovlivnitelná konverze 10 bitů na 8bitové znaky. Výhodou je však přenos o 20 % méně informací a zajištění rychlejšího přístupu k přijatým datům.

USB 3.0 analyzátory LeCroy, Voyager M3i a Advisor T3 využívají právě deserializéry a nabízejí snímání skutečných 10 bitů. Ať už se jedná o ladění linkové vrstvy, nebo 8b10b kódování, uživatelé vždy ocení dostupnost dodatečných informací z analyzátoru. Úplné zobrazení zachycených 10bitových kódů fyzické vrstvy může snadno pomoci odhalit příčinu nestability systému či jiného poruchového stavu.

www.lecroy.com

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik