综上所述,PCIe4.0的信号测试需要25GHz带宽的示波器,根据被测件的不同可能会 同时用到2个或4个测试通道。对于芯片的测试需要用户自己设计测试板;对于主板或者 插卡的测试来说,测试夹具的Trace选择、测试码型的切换都比前代总线变得更加复杂了;
在数据分析时除了要嵌入芯片封装的线路模型以外,还要把均衡器对信号的改善也考虑进 去。PCIe协会提供的SigTest软件和示波器厂商提供的自动测试软件都可以为PCle4. 0的测试提供很好的帮助。 PCI-E测试和协议调试;自动化PCI-E测试一致性测试
PCIe5.0物理层技术PCI-SIG组织于2019年发布了针对PCIe5.0芯片设计的Base规范,针对板卡设计的CEM规范也在2021年制定完成,同时支持PCIe5.0的服务器产品也在2021年开始上市发布。对于PCIe5.0测试来说,其链路的拓扑模型与PCIe4.0类似,但数据速率从PCIe4.0的16Gbps提升到了32Gbps,因此链路上封装、PCB、连接器的损耗更大,整个链路的损耗达到 - 36dB@16GHz,其中系统板损耗为 - 27dB,插卡的损耗为 - 9dB。.20是PCIe5 . 0的 链路损耗预算的模型。自动化PCI-E测试一致性测试PCIE 3.0的发射机物理层测试;
在物理层方面,PCIe总线采用多对高速串行的差分信号进行双向高速传输,每对差分 线上的信号速率可以是第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,其典型连接方式有金手指连接、背板连接、芯片直接互连以及电 缆连接等。根据不同的总线带宽需求,其常用的连接位宽可以选择x1、x4、x8、x16等。如 果采用×16连接以及第5代的32Gbps速率,理论上可以支持约128GBps的双向总线带宽。 另外,2019年PCI-SIG宣布采用PAM-4技术,单Lane数据速率达到64Gbps的第6代标 准规范也在讨论过程中。列出了PCIe每一代技术发展在物理层方面的主要变化。
当被测件进入环回模式并且误码仪发出压力眼图的信号后,被测件应该会把其从RX 端收到的数据再通过TX端发送出去送回误码仪,误码仪通过比较误码来判断数据是否被 正确接收,测试通过的标准是要求误码率小于1.0×10- 12。 19是用高性能误码仪进 行PCIe4.0的插卡接收的实际环境。在这款误码仪中内置了时钟恢复电路、预加重模块、 参考时钟倍频、信号均衡电路等,非常适合速率高、要求复杂的场合。在接收端容限测试中, 可调ISI板上Trace线的选择也非常重要。如果选择的链路不合适,可能需要非常长的时 间进行Stress Eye的计算和链路调整,甚至无法完成校准和测试。 一般建议事先用VNA 标定和选择好链路,这样校准过程会快很多,测试结果也会更加准确。所以,在PCIe4.0的 测试中,无论是发送端测试还是接收端测试,都比较好有矢量网络分析仪配合进行ISI通道 选择。PCIE物理层链路一致性测试状态设计;
P5 、8Gbps P6 、8Gbps P7 、8Gbps P8 、8GbpsP9 、8Gbps P10 、16GbpsP0 、16GbpsPl 、16Gbps P2 、16Gbps P3 、16Gbps P4 、16Gbps P5 、16Gbps P6 、16GbpsP7 、16Gbps P8 、16Gbps P9、 16Gbps P10的一致性测试码型。需要注意的一点是,由于在8Gbps和16Gbps下都有11种 Preset值,测试过程中应明确当前测试的是哪一个Preset值(比如常用的有Preset7、 Preset8 、Presetl 、Preset0等) 。由于手动通过夹具的Toggle按键进行切换操作非常烦琐,特别是一些Preset相关的测试项目中需要频繁切换,为了提高效率,也可以通过夹具上的 SMP跳线把Toggle信号设置成使用外部信号,这样就可以通过函数发生器或者有些示波 器自身输出的Toggle信号来自动控制被测件切换。PCI-E的信号测试中否一定要使用一致性测试码型?自动化PCI-E测试一致性测试
一种PCIE通道带宽的测试方法;自动化PCI-E测试一致性测试
PCIe4.0的发射机质量测试发射机质量是保证链路能够可靠工作的先决条件,对于PCIe的发射机质量测试来说,主要是用宽带示波器捕获其发出的信号并验证其信号质量满足规范要求。按照目前规范中的要求,PCIe3.0的一致性测试需要至少12.5GHz带宽的示波器;而对于PCIe4.0来说,由于数据速率提高到了16Gbps,所以测试需要的示波器带宽应为25GHz或以上。如果要进行主板的测试,测试规范推荐Dual-Port(双口)的测试方式,即把被测的数据通道和参考时钟同时接入示波器,这样在进行抖动分析时就可以把一部分参考时钟中的抖动抵消掉,对于参考时钟Jitter的要求可以放松一些。自动化PCI-E测试一致性测试
由于每对数据线和参考时钟都是差分的,所以主 板的测试需要同时占用4个示波器通道,也就是在进行PCIe4.0的主板测试时示波器能够 4个通道同时工作且达到25GHz带宽。而对于插卡的测试来说,只需要把差分的数据通道 引入示波器进行测试就可以了,示波器能够2个通道同时工作并达到25GHz带宽即可。 12展示了典型PCIe4.0的发射机信号质量测试环境。无论是对于发射机测试,还是对于后面要介绍到的接收机容限测试来说,在PCIe4.0 的TX端和RX端的测试中,都需要用到ISI板。ISI板上的Trace线有几十对,每相邻线对 间的插损相差0.5dB左右。由于测试中用户使用的电缆、连接器的插损都可...