在物理層方面,PCIe總線采用多對(duì)高速串行的差分信號(hào)進(jìn)行雙向高速傳輸,每對(duì)差分 線上的信號(hào)速率可以是第1代的2 . 5Gbps、第2代的5Gbps、第3代的8Gbps、第4代的 16Gbps、第5代的32Gbps,其典型連接方式有金手指連接、背板連接、芯片直接互連以及電 纜連接等。根據(jù)不同的總線帶寬需求,其常用的連接位寬可以選擇x1、x4、x8、x16等。如 果采用×16連接以及第5代的32Gbps速率,理論上可以支持約128GBps的雙向總線帶寬。 另外,2019年P(guān)CI-SIG宣布采用PAM-4技術(shù),單Lane數(shù)據(jù)速率達(dá)到64Gbps的第6代標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)范也在討論過程中。列出了PCIe每一代技術(shù)發(fā)展在物理層方面的主要變化。PCI-E 3.0測(cè)試接收端的變化;甘肅PCI-E測(cè)試執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

綜上所述,PCIe4.0的信號(hào)測(cè)試需要25GHz帶寬的示波器,根據(jù)被測(cè)件的不同可能會(huì) 同時(shí)用到2個(gè)或4個(gè)測(cè)試通道。對(duì)于芯片的測(cè)試需要用戶自己設(shè)計(jì)測(cè)試板;對(duì)于主板或者 插卡的測(cè)試來說,測(cè)試夾具的Trace選擇、測(cè)試碼型的切換都比前代總線變得更加復(fù)雜了;
在數(shù)據(jù)分析時(shí)除了要嵌入芯片封裝的線路模型以外,還要把均衡器對(duì)信號(hào)的改善也考慮進(jìn) 去。PCIe協(xié)會(huì)提供的SigTest軟件和示波器廠商提供的自動(dòng)測(cè)試軟件都可以為PCle4. 0的測(cè)試提供很好的幫助。 江蘇PCI-E測(cè)試調(diào)試PCIE物理層鏈路一致性測(cè)試狀態(tài)設(shè)計(jì);

PCIe4.0的測(cè)試夾具和測(cè)試碼型要進(jìn)行PCIe的主板或者插卡信號(hào)的一致性測(cè)試(即信號(hào)電氣質(zhì)量測(cè)試),首先需要使用PCIe協(xié)會(huì)提供的夾具把被測(cè)信號(hào)引出。PCIe的夾具由PCI-SIG定義和銷售,主要分為CBB(ComplianceBaseBoard)和CLB(ComplianceLoadBoard)。對(duì)于發(fā)送端信號(hào)質(zhì)量測(cè)試來說,CBB用于插卡的測(cè)試,CLB用于主板的測(cè)試;但是在接收容限測(cè)試中,由于需要把誤碼儀輸出的信號(hào)通過夾具連接示波器做校準(zhǔn),所以無(wú)論是主板還是插卡的測(cè)試,CBB和CLB都需要用到。
PCIe5.0物理層技術(shù)PCI-SIG組織于2019年發(fā)布了針對(duì)PCIe5.0芯片設(shè)計(jì)的Base規(guī)范,針對(duì)板卡設(shè)計(jì)的CEM規(guī)范也在2021年制定完成,同時(shí)支持PCIe5.0的服務(wù)器產(chǎn)品也在2021年開始上市發(fā)布。對(duì)于PCIe5.0測(cè)試來說,其鏈路的拓?fù)淠P团cPCIe4.0類似,但數(shù)據(jù)速率從PCIe4.0的16Gbps提升到了32Gbps,因此鏈路上封裝、PCB、連接器的損耗更大,整個(gè)鏈路的損耗達(dá)到 - 36dB@16GHz,其中系統(tǒng)板損耗為 - 27dB,插卡的損耗為 - 9dB。.20是PCIe5 . 0的 鏈路損耗預(yù)算的模型。PCIE 5.0,速率翻倍vs性能優(yōu)化;

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。PCIE 系統(tǒng)架構(gòu)及物理層一致性測(cè)試;青海PCI-E測(cè)試HDMI測(cè)試
PCI-E 3.0及信號(hào)完整性測(cè)試方法;甘肅PCI-E測(cè)試執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
隨著數(shù)據(jù)速率的提高,在發(fā)送端對(duì)信號(hào)高頻進(jìn)行補(bǔ)償還是不夠,于是PCIe3.0及 之后的標(biāo)準(zhǔn)中又規(guī)定在接收端(RX端)還要對(duì)信號(hào)做均衡(Equalization),從而對(duì)線路的損 耗進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)償。均衡電路的實(shí)現(xiàn)難度較大,以前主要用在通信設(shè)備的背板或長(zhǎng)電纜 傳輸?shù)膱?chǎng)合,近些年也逐漸開始在計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域應(yīng)用,比如USB3.0、SATA 6G、DDR5中也均采用了均衡技術(shù)。圖4 .4分別是PCIe3 .0和4 .0標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)CTLE均衡器 的頻響特性的要求。可以看到,均衡器的強(qiáng)弱也有很多擋可選,在Link Training階段TX 和RX端會(huì)協(xié)商出一個(gè)比較好的組合(參考資料: PCI ExpressR Base Specification 4 .0)。甘肅PCI-E測(cè)試執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
按照測(cè)試規(guī)范的要求,在發(fā)送信號(hào)質(zhì)量的測(cè)試中,只要有1個(gè)Preset值下能夠通過信 號(hào)質(zhì)量測(cè)試就算過關(guān);但是在Preset的測(cè)試中,則需要依次遍歷所有的Preset,并依次保存 波形進(jìn)行分析。對(duì)于PCIe3.0和PCIe4.0的速率來說,由于采用128b/130b編碼,其一致性測(cè)試碼型比之前8b/10b編碼下的一致性測(cè)試碼型要復(fù)雜,總共包含36個(gè)128b/130b的 編碼字。通過特殊的設(shè)計(jì), 一致性測(cè)試碼型中包含了長(zhǎng)“1”碼型、長(zhǎng)“0”碼型以及重復(fù)的“01” 碼型,通過對(duì)這些碼型的計(jì)算和處理,測(cè)試軟件可以方便地進(jìn)行預(yù)加重、眼圖、抖動(dòng)、通道損 耗的計(jì)算。 11是典型PCle3.0和PCIe...