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.
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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
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• 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.
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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)
( http://www.sata-io.org/categorizedmembershiplist.asp
)
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 2ème ordre dont les paramètres sont spécifiés par SATA-IO.
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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
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 6.1.11 et
6.2.4.3 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.
http://www.ulinktech.com/products/sata_ctrl_panel.html
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 6.2.3.1
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 H303000202
2 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.
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 H303000202 qui se présente à une extrémité comme un câble SATA f-f standard .
L’interface de test SATA se
connecte directement sur le connecteur iSATA de votre Host ou de votre Device
(de la même manière qu’un câble SATA standard).
Fig.3 Interface
de test SATA H303000202
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
Enfin, deux bouchons SMA de terminaison 50 Ohms seront vissés sur les connecteurs SMA 5 & 6 de l’interface de test iSATA H303000202.
Fig.6 Terminaison
SMA50Ohms
Une terminaison SMA 50Ohms est fournie dans chaque kit de
deskew et de vérification de performance E2655B.
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. 11Test
spécifique SATA GEN I : Mesure du Mode Commun présent sur TX+ et TX- Fig.10 Interface
de sélection des tests
avec détail individuel de chaque test
L’analyse des paramètres du profile de modulation Spread Spectrum Clocking est également réalisée.
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
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. 15 Diagramme
de l’œil et Masque de test d’un signal SATA II 3Gb/s 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
Informations SATA AGILENT: www.agilent.com/find/sata
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 2.5
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 :
http://scopetools.free.fr/Applications/SATA_Compliance_Testing/Files/
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 DSO90604A or DSO80604B
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
H303000202 (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
H303000202 Interface de test iSATA disponible directement chez http://www.cruzsystems.com Qty 1
E2655B Kit de Deskew et vérification de performances (pour seconde term.SMA) Qty 1
15443A jeu de 2 câbles SMA 90cm appariés temporellement Qty 3
11742A 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.
81134A Générateur de séquence 3.35Gb/s Qty 1
11636B Coupleur RF 26GHz Qty 2
11742A Filtre AC 26GHz (DC BLOCKER) Qty 2
15443A 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
H303000202 (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
TF-SATA-NE-ZP Interface de test iSATA Qty 1
TF-eSATA-NE-ZP Interface de test eSATA Qty 1
E2655B Kit de Deskew et vérification de performances (pour seconde term.SMA) Qty 1
15443A jeu de 2 câbles SMA 90cm appariés temporellement (nécessaire pour la mesure) Qty 1
11742A 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.
81134A Générateur de séquence 3.35Gb/s Qty 1
11636B Coupleur RF 26GHz Qty 2
11742A Filtre AC 26GHz (DC BLOCKER) Qty 2
15443A jeu de 2 câbles SMA 90cm appariés temporellement (additionnels pour stimulis) Qty 3