以太网眼图分析及整改方案

    以太网广泛应用于各类通信系统中，以太网物理层芯片的研发厂家也非常多，有Realtek，Intel，Davicom，Broadcom，TI等。为了保证信号传输的质量或者查找以太网链路中的信号质量，工程师需要对以太网的物理层信号进行测试验证。过去基于PC的系统，以太网芯片厂家通?；崽峁┗赪indows平台的PHY控制软件以方便控制以太网物理层芯片发送可用于测试的信号，而当今以太网已经深入到更多的嵌入式应用中，厂家也通常不会提供相应的软件来控制以太网物理层芯片发送出用于测试的信号。本文就100M以太网测试的发包问题作一探讨和总结。

一、眼图形成示意图

         如果是用的Keysight的EyeDiagram 软件测试以太网眼图，有两种方式来测试。

（1）网口连接好被测设备，需要被测设备发送随机的100M -TX数据。

（2）用LAN TOOL工具控制被测设备的PHY，来发送随机的100M -TX数据

        连接被测设备的网线不得长于15cm，以减少回波损耗。

二、故障现象

       以太网眼图测试中，出现不通过现象，结果如下：

       由上可知，主要是眼图模板下方不能通过。更换不同的PHY芯片，结果依旧。

三、故障分析

       眼图测试，其测试内容为MAC芯片，经过变压器到网口之间的原理设计，PCB布局及走线。故障电路设计如下：

PCB布局走线如下:

      根据phy芯片手册，有以下注意事项未能满足：

1、PCBOUT引脚缺少并联电容。

2、PHY及变压器芯片走线未按差分处理。布局及走线长度基本满足要求。

    原理图及PCB进行整改后如下：

      增加PFBOUT反馈电容，PHY及变压器差分信号按差分设计。

      PCB走线参考如下：

       制版焊接样机后， 网口2眼图通过，网口1仍然无法通过。该两部分走线基本一致，从样机焊接机变压器上进一步分析， 交换网口1,2变压器，并修整器件引脚焊接后， 眼图测试均能大概率通过，偶尔出现有一两个点的情况，也不影响通讯效果。通过后眼图测试结果如下：

         测试网口灌包速率：能平均达到80M，基本满足要求。

如下：

解决措施：

1、增加PFB反馈引脚耦合电容。

2、差分走线严格按照差分布线。

3、PCB走线越短越好。

四、总结建议

       硬件设计时，如有新增器件，需仔细按照芯片手册进行设计级走线。

五、测试设备推荐：

（1）网络分析仪

（2）示波器

（3）有源差分探头

（4）夹具

（5）任意波形发生器