以太網(wǎng)廣泛應(yīng)用于各類通信系統(tǒng)中，以太網(wǎng)物理層芯片的研發(fā)廠家也非常多，有Realtek，Intel，Davicom，Broadcom，TI等。為了保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量或者查找以太網(wǎng)鏈路中的信號(hào)質(zhì)量，工程師需要對(duì)以太網(wǎng)的物理層信號(hào)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。過去基于PC的系統(tǒng)，以太網(wǎng)芯片廠家通常會(huì)提供基于Windows平臺(tái)的PHY控制軟件以方便控制以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送可用于測(cè)試的信號(hào)，而當(dāng)今以太網(wǎng)已經(jīng)深入到更多的嵌入式應(yīng)用中，廠家也通常不會(huì)提供相應(yīng)的軟件來控制以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送出用于測(cè)試的信號(hào)。本文就100M以太網(wǎng)測(cè)試的發(fā)包問題作一探討和總結(jié)。

一、眼圖形成示意圖

         如果是用的Keysight的EyeDiagram 軟件測(cè)試以太網(wǎng)眼圖，有兩種方式來測(cè)試。

（1）網(wǎng)口連接好被測(cè)設(shè)備，需要被測(cè)設(shè)備發(fā)送隨機(jī)的100M -TX數(shù)據(jù)。

（2）用LAN TOOL工具控制被測(cè)設(shè)備的PHY，來發(fā)送隨機(jī)的100M -TX數(shù)據(jù)

        連接被測(cè)設(shè)備的網(wǎng)線不得長于15cm，以減少回波損耗。

二、故障現(xiàn)象

       以太網(wǎng)眼圖測(cè)試中，出現(xiàn)不通過現(xiàn)象，結(jié)果如下：

       由上可知，主要是眼圖模板下方不能通過。更換不同的PHY芯片，結(jié)果依舊。

三、故障分析

       眼圖測(cè)試，其測(cè)試內(nèi)容為MAC芯片，經(jīng)過變壓器到網(wǎng)口之間的原理設(shè)計(jì)，PCB布局及走線。故障電路設(shè)計(jì)如下：

PCB布局走線如下:

      根據(jù)phy芯片手冊(cè)，有以下注意事項(xiàng)未能滿足：

1、PCBOUT引腳缺少并聯(lián)電容。

2、PHY及變壓器芯片走線未按差分處理。布局及走線長度基本滿足要求。

    原理圖及PCB進(jìn)行整改后如下：

      增加PFBOUT反饋電容，PHY及變壓器差分信號(hào)按差分設(shè)計(jì)。

      PCB走線參考如下：

       制版焊接樣機(jī)后， 網(wǎng)口2眼圖通過，網(wǎng)口1仍然無法通過。該兩部分走線基本一致，從樣機(jī)焊接機(jī)變壓器上進(jìn)一步分析， 交換網(wǎng)口1,2變壓器，并修整器件引腳焊接后， 眼圖測(cè)試均能大概率通過，偶爾出現(xiàn)有一兩個(gè)點(diǎn)的情況，也不影響通訊效果。通過后眼圖測(cè)試結(jié)果如下：

         測(cè)試網(wǎng)口灌包速率：能平均達(dá)到80M，基本滿足要求。

如下：

解決措施：

1、增加PFB反饋引腳耦合電容。

2、差分走線嚴(yán)格按照差分布線。

3、PCB走線越短越好。

四、總結(jié)建議

       硬件設(shè)計(jì)時(shí)，如有新增器件，需仔細(xì)按照芯片手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)級(jí)走線。

五、測(cè)試設(shè)備推薦：

（1）網(wǎng)絡(luò)分析儀

（2）示波器

（3）有源差分探頭

（4）夾具

（5）任意波形發(fā)生器