雖然在編碼方式和芯片內(nèi)部做了很多工作,但是傳輸鏈路的損耗仍然是巨大的挑戰(zhàn),特 別是當(dāng)采用比較便宜的PCB板材時(shí),就不得不適當(dāng)減少傳輸距離和鏈路上的連接器數(shù)量。 在PCIe3.0的8Gbps速率下,還有可能用比較便宜的FR4板材在大約20英寸的傳輸距離 加2個(gè)連接器實(shí)現(xiàn)可靠信號(hào)傳輸。在PCle4.0的16Gbps速率下,整個(gè)16Gbps鏈路的損耗 需要控制在-28dB @8GHz以內(nèi),其中主板上芯片封裝、PCB/過孔走線、連接器的損耗總 預(yù)算為-20dB@8GHz,而插卡上芯片封裝、PCB/過孔走線的損耗總預(yù)算為-8dB@8GHz。
整個(gè)鏈路的長度需要控制在12英寸以內(nèi),并且鏈路上只能有一個(gè)連接器。如果需要支持更 長的傳輸距離或者鏈路上有更多的連接器,則需要在鏈路中插入Re-timer芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行 重新整形和中繼。圖4.6展示了典型的PCle4.0的鏈路模型以及鏈路損耗的預(yù)算,圖中各 個(gè)部分的鏈路預(yù)算對(duì)于設(shè)計(jì)和測試都非常重要,對(duì)于測試部分的影響后面會(huì)具體介紹。 PCI-E3.0的接收端測試中的Repeater起作用?設(shè)備PCI-E測試維保

這么多的組合是不可能完全通過人工設(shè)置和調(diào)整 的,必須有一定的機(jī)制能夠根據(jù)實(shí)際鏈路的損耗、串?dāng)_、反射差異以及溫度和環(huán)境變化進(jìn)行 自動(dòng)的參數(shù)設(shè)置和調(diào)整,這就是鏈路均衡的動(dòng)態(tài)協(xié)商。動(dòng)態(tài)的鏈路協(xié)商在PCIe3.0規(guī)范中 就有定義,但早期的芯片并沒有普遍采用;在PCIe4.0規(guī)范中,這個(gè)要求是強(qiáng)制的,而且很 多測試項(xiàng)目直接與鏈路協(xié)商功能相關(guān),如果支持不好則無法通過一致性測試。圖4.7是 PCIe的鏈路狀態(tài)機(jī),從設(shè)備上電開始,需要經(jīng)過一系列過程才能進(jìn)入L0的正常工作狀態(tài)。 其中在Configuration階段會(huì)進(jìn)行簡單的速率和位寬協(xié)商,而在Recovery階段則會(huì)進(jìn)行更 加復(fù)雜的發(fā)送端預(yù)加重和接收端均衡的調(diào)整和協(xié)商。設(shè)備PCI-E測試維保PCIE 3.0的發(fā)射機(jī)物理層測試;

簡單總結(jié)一下,PCIe4.0和PCIe3.0在物理層技術(shù)上的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)有:(1)PCIe4.0的數(shù)據(jù)速率提高到了16Gbps,并向下兼容前代速率;(2)都采用128b/130b數(shù)據(jù)編碼方式;(3)發(fā)送端都采用3階預(yù)加重和11種Preset;(4)接收端都有CTLE和DFE的均衡;(5)PCIe3.0是1抽頭DFE,PCIe4.0是2抽頭DFE;(6)PCIe4.0接收芯片的LaneMargin功能為強(qiáng)制要求(7)PCIe4.0的鏈路長度縮減到12英寸,多1個(gè)連接器,更長鏈路需要Retimer;(8)為了支持應(yīng)對(duì)鏈路損耗以及不同鏈路的情況,新開發(fā)的PCle3.0芯片和全部PCIe4.0芯片都需要支持動(dòng)態(tài)鏈路協(xié)商功能;
要精確產(chǎn)生PCle要求的壓力眼圖需要調(diào)整很多參數(shù),比如輸出信號(hào)的幅度、預(yù)加重、 差模噪聲、隨機(jī)抖動(dòng)、周期抖動(dòng)等,以滿足眼高、眼寬和抖動(dòng)的要求。而且各個(gè)調(diào)整參數(shù)之間 也會(huì)相互制約,比如調(diào)整信號(hào)的幅度時(shí)除了會(huì)影響眼高也會(huì)影響到眼寬,因此各個(gè)參數(shù)的調(diào) 整需要反復(fù)進(jìn)行以得到 一個(gè)比較好化的組合。校準(zhǔn)中會(huì)調(diào)用PCI-SIG的SigTest軟件對(duì)信號(hào) 進(jìn)行通道模型嵌入和均衡,并計(jì)算的眼高和眼寬。如果沒有達(dá)到要求,會(huì)在誤碼儀中進(jìn) 一步調(diào)整注入的隨機(jī)抖動(dòng)和差模噪聲的大小,直到眼高和眼寬達(dá)到參數(shù)要求。PCI-E測試信號(hào)完整性測試解決方案;

對(duì)于PCIe來說,由于長鏈路時(shí)的損耗很大,因此接收端的裕量很小。為了掌握實(shí)際工 作環(huán)境下芯片內(nèi)部實(shí)際接收到的信號(hào)質(zhì)量,在PCIe3.0時(shí)代,有些芯片廠商會(huì)用自己內(nèi)置 的工具來掃描接收到的信號(hào)質(zhì)量,但這個(gè)功能不是強(qiáng)制的。到了PCIe4.0標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)范把 接收端的信號(hào)質(zhì)量掃描功能作為強(qiáng)制要求,正式名稱是Lane Margin(鏈路裕量)功能。 簡單的Lane Margin功能的實(shí)現(xiàn)是在芯片內(nèi)部進(jìn)行二維的誤碼率掃描,即通過調(diào)整水平方 向的采樣點(diǎn)時(shí)刻以及垂直方向的信號(hào)判決閾值,PCIE 系統(tǒng)架構(gòu)及物理層一致性測試;江西PCI-E測試
PCI-E硬件測試方法有那些辦法;設(shè)備PCI-E測試維保
首先來看一下惡劣信號(hào)的定義,不是隨便一個(gè)信號(hào)就可以,且惡劣程度要有精確定義才 能保證測量的重復(fù)性。通常把用于接收端容限測試的這個(gè)惡劣信號(hào)叫作Stress Eye,即壓 力眼圖,實(shí)際上是借鑒了光通信的叫法。這個(gè)信號(hào)是用高性能的誤碼儀先產(chǎn)生一個(gè)純凈的 帶特定預(yù)加重的信號(hào),然后在這個(gè)信號(hào)上疊加精確控制的隨機(jī)抖動(dòng)(RJ)、周期抖動(dòng)(SJ)、差 模和共模噪聲以及碼間干擾(ISI)。為了確定每個(gè)成分的大小都符合規(guī)范的要求,測試之前需要先用示波器對(duì)誤碼儀輸出的信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。其中,ISI抖動(dòng)是由PCIe協(xié)會(huì)提供的測試 夾具產(chǎn)生,其夾具上會(huì)模擬典型的主板或者插卡的PCB走線對(duì)信號(hào)的影響。在PCIe3.0的 CBB夾具上,增加了專門的Riser板以模擬服務(wù)器等應(yīng)用場合的走線對(duì)信號(hào)的影響;而在 PCIe4.0和PCIe5.0的夾具上,更是增加了專門的可變ISI的測試板用于模擬和調(diào)整ISI的 影響。設(shè)備PCI-E測試維保
在測試通道數(shù)方面,傳統(tǒng)上PCIe的主板測試采用了雙口(Dual-Port)測試方法,即需要 把被測的一條通道和參考時(shí)鐘RefClk同時(shí)接入示波器測試。由于測試通道和RefClk都是 差分通道,所以在用電纜直接連接測試時(shí)需要用到4個(gè)示波器通道(雖然理論上也可以用2個(gè) 差分探頭實(shí)現(xiàn)連接,但是由于會(huì)引入額外的噪聲,所以直接電纜連接是常用的方法),這種 方法的優(yōu)點(diǎn)是可以比較方便地計(jì)算數(shù)據(jù)通道相對(duì)于RefClk的抖動(dòng)。但在PCIe5.0中,對(duì)于 主板的測試也采用了類似于插卡測試的單口(Single-Port)方法,即只把被測數(shù)據(jù)通道接入 示波器測試,這樣信號(hào)質(zhì)量測試中只需要占用2個(gè)示波器通道。圖4.23...