通用閃存存儲 （UFS） 使用 MIPI 聯(lián)盟的 MPHY 物理層規(guī)范將 UFS 設(shè)備與主機(jī) （SoC） 或應(yīng)用處理器互連。這是一個嵌入式接口,，主機(jī)和 UFS 設(shè)備之間沒有連接器,。在典型的電子系統(tǒng)中，MPHY 信號在 PCB 層之間路由,，使其無法訪問,。但是，測試和驗(yàn)證工程師需要訪問這些信號來調(diào)試 UFS 物理層和協(xié)議層,，這使得調(diào)試 UFS 問題具有挑戰(zhàn)性,，通常會延遲上市時間。

UFS 產(chǎn)品驗(yàn)證分為不同的階段,。常見的階段是：

流片前驗(yàn)證

流片后驗(yàn)證

工程和生產(chǎn)驗(yàn)證

這些階段中的每一個階段在訪問 MPHY/UFS 信號方面都提出了不同的挑戰(zhàn),。讓我們探索 Prodigy Technovations 提供的挑戰(zhàn)和解決方案。

a. 流片前驗(yàn)證階段

在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段,，SoC/AP 開發(fā)人員使用同軸電纜在仿真或原型平臺上驗(yàn)證 UFS 控制器,。典型的流片前驗(yàn)證設(shè)置如下：

在測試期間，驗(yàn)證工程師需要監(jiān)控 UFS 主機(jī)和設(shè)備之間的 UFS 協(xié)議活動,。但是,，很難分接通過 mSMP 或 SMA 連接器連接的同軸電纜的信號。一種有效的解決方案是功率分配器內(nèi)插器,。以下是使用功率分配器中介層的典型驗(yàn)證設(shè)置：

功率分配器中介層在 UFS 控制器 IP 和 UFS 器件之間被動分離信號,，提供對 MPHY 信號的訪問。然后,，這些信號被放大以輸入到 UFS 3.1/4.0 協(xié)議分析儀,。該解決方案允許驗(yàn)證工程師在流片前階段有效地監(jiān)控協(xié)議活動,。

b. 流片后驗(yàn)證階段

開發(fā)出硅后，半導(dǎo)體公司必須確保 IC 上的每個接口都符合規(guī)范,。協(xié)議層測試對于確保器件能夠在不同的 IC 和操作環(huán)境中可靠運(yùn)行至關(guān)重要,。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，流片后驗(yàn)證團(tuán)隊構(gòu)建了平臺,，為各種測試設(shè)備（如示波器和協(xié)議分析儀）提供信號訪問,。

對于 UFS 協(xié)議驗(yàn)證，工程師開發(fā)了一個平臺,，該平臺可以模擬真實(shí)世界的用例，并在不影響信號完整性的情況下提供信號訪問,。一種方法是在驗(yàn)證平臺中集成功率分配器電路,，如下所示：

MPHY 信號被分接并端接到 miniSMP 連接器，該連接器可以連接到 UFS 4.0 協(xié)議分析儀,。功率分配器電路確保信號阻抗符合 MPHY 規(guī)格,，從而較大限度地減少信號完整性問題。工程師現(xiàn)在可以輕松地將 PGY-UFS4-PA UFS4 （23.32Gbps） 協(xié)議分析儀連接到平臺,，以驗(yàn)證 UFS,、UniPro 和 MPHY 協(xié)議層。當(dāng)分析儀不使用時,，miniSMP 連接器可以用 50 歐姆模塊端接,。

c. 在工程和生產(chǎn)驗(yàn)證期間訪問 UFS 信號

在開發(fā)用于大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品時，必須考慮電路板設(shè)計成本,、可制造性和空間限制等因素,。PCB 空間通常有限，因此在開發(fā)或售后故障分析期間難以訪問 MPHY 信號以進(jìn)行 UFS 協(xié)議調(diào)試,。

在有測試墊的情況下,，Prodigy Technovations 提供可以連接到這些微小測試點(diǎn)的焊接探針尖部。典型用例如下所示：

使用短跳線（約 3 毫米）,，工程師可以將探針尖部焊接到測試點(diǎn),。盡管這種設(shè)置可能會導(dǎo)致阻抗不連續(xù)，但探頭模塊使用連續(xù)時間線性均衡器 （CTLE） 進(jìn)行補(bǔ)償,，并放大低幅度信號以進(jìn)行分析,。探針模塊輸出處的結(jié)果眼圖如下所示：

通常，無法訪問 UFS 信號以進(jìn)行調(diào)試,，因?yàn)?span> MPHY 信號由于空間有限而在 PCB 層之間路由,。典型的 signal routing 場景如下所示。

為了克服這一挑戰(zhàn),，Prodigy Technovations 開發(fā)了一種創(chuàng)新的板對板中介層解決方案,。該解決方案由兩個 PCB 組成：底部 PCB（焊接在系統(tǒng)中的 UFS 器件位置）和頂部 PCB（將 UFS 3.1/4.0 器件安裝在插座中,，并包括一個 mSMP 連接器，用于分接 MPHY 信號以進(jìn)行 UFS 協(xié)議分析,。頂部和底部 PCB 通過一根非常短的高速差分電纜連接,。UFS 設(shè)備可以從系統(tǒng)獲取電源，也可以從外部供電,。UFS 設(shè)備操作所需的所有信號都在兩個 PCB 之間路由,，而用于協(xié)議分析的信號則使用集成在頂部 PCB 中的功率分配器電路和探針模塊進(jìn)行被動分接。

探頭模塊的輸出端接在 miniSMP 連接器上,，使測試和驗(yàn)證工程師能夠輕松執(zhí)行協(xié)議分析,。整個設(shè)計是阻抗匹配的，確保了信號的完整性,，miniSMP 連接器的眼圖展示了這種性能,。

板對板中介層解決方案的典型測試設(shè)置如下所示。

在此設(shè)置中,，頂部 PCB 上的 miniSMP 連接器連接到 UFS 4.0 協(xié)議分析儀,。探頭電源模塊為頂部 PCB 上的有源電路（CTLE 和放大器）供電，為 UFS 3.1/4.0 協(xié)議分析提供了一種可靠而直接的方法,。

Prodigy Technovations 成功地簡化了 UFS 產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)各個階段的探測要求,。憑借在提供 UFS 2.1、UFS 3.1 和 UFS 4.0 協(xié)議分析解決方案方面十多年的經(jīng)驗(yàn),，我們了解不斷變化的市場需求,，并為各種用例開發(fā)了創(chuàng)新的探測解決方案。作為 MIPI 聯(lián)盟的貢獻(xiàn)成員,，我們積極參與測試解決方案的開發(fā),。