PCIe背景概述PCIExpress(PeripheralComponentInterconnectExpress,PCle)总线是PCI总线的串行版本，广泛应用于显卡、GPU、SSD卡、以太网卡、加速卡等与CPU的互联。PCle的标准由PCI-SIG(PCISpecialInterestGroup)组织制定和维护，目前其董事会主要成员有Intel、AMD、nVidia、DellEMC、Keysight、Synopsys、ARM、Qualcomm、VTM等公司，全球会员单位超过700家。PCI-SIG发布的规范主要有Base规范(适用于芯片和协议)、CEM规范(适用于板卡机械和电气设计)、测试规范(适用于测试验证方法)等，目前产业界正在逐渐商用第5代版本，同时第6代标准也在制定完善中。由于组织良好的运作、的芯片支持、成熟的产业链，PCIe已经成为服务器和个人计算机上成功的高速串行互联和I/O扩展总线。图4.1是PCIe总线的典型应用场景。PCI-e体系的拓扑结构;智能化多端口矩阵测试PCI-E测试系列
规范中规定了共11种不同的Preshoot和De-emphasis的组合，每种组合叫作一个 Preset,实际应用中Tx和Rx端可以在Link Training阶段根据接收端收到的信号质量协商 出一个比较好的Preset值。比如P4没有任何预加重，P7强的预加重。图4.3是 PCIe3.0和4.0标准中采用的预加重技术和11种Preset的组合(参考资料：PCI Express@ Base Specification4 .0) 。对于8Gbps、16Gbps 以及32Gbps信号来说，采用的预加重技术完 全一样，都是3阶的预加重和11种Preset选择。智能化多端口矩阵测试PCI-E测试系列如果被测件是标准的PCI-E插槽接口，如何进行PCI-E的协议分析？
SigTest软件的算法由PCI-SIG提供，会对信号进行时钟恢复、均衡以及眼图、抖 动的分析。由于PCIe4.0的接收机支持多个不同幅度的CTLE均衡，而且DFE的电平也 可以在一定范围内调整，所以SigTest软件会遍历所有的CTLE值并进行DFE的优化，并 根据眼高、眼宽的结果选择比较好的值。14是SigTest生成的PCIe4.0的信号质量测试 结果。SigTest需要用户手动设置示波器采样、通道嵌入、捕获数据及进行后分析，测试效率 比较低，而且对于不熟练的测试人员还可能由于设置疏忽造成测试结果的不一致，测试项目 也主要限于信号质量与Preset相关的项目。为了提高PCIe测试的效率和测试项目覆盖 率，有些示波器厂商提供了相应的自动化测试软件。
其中，电气(Electrical) 、协议(Protocol) 、配置(Configuration)等行为定义了芯片的基本 行为，这些要求合在一起称为Base规范，用于指导芯片设计；基于Base规范，PCI-SIG还会 再定义对于板卡设计的要求，比如板卡的机械尺寸、电气性能要求，这些要求合在一起称为 CEM(Card Electromechanical)规范，用以指导服务器、计算机和插卡等系统设计人员的开 发。除了针对金手指连接类型的板卡，针对一些新型的连接方式，如M.2、U.2等，也有一 些类似的CEM规范发布。PCI-E3.0设计还可以使用和PCI-E2.0一样的PCB板材和连接器吗？
首先来看一下恶劣信号的定义，不是随便一个信号就可以，且恶劣程度要有精确定义才 能保证测量的重复性。通常把用于接收端容限测试的这个恶劣信号叫作Stress Eye,即压 力眼图，实际上是借鉴了光通信的叫法。这个信号是用高性能的误码仪先产生一个纯净的 带特定预加重的信号，然后在这个信号上叠加精确控制的随机抖动(RJ)、周期抖动(SJ)、差 模和共模噪声以及码间干扰(ISI)。为了确定每个成分的大小都符合规范的要求，测试之前需要先用示波器对误码仪输出的信号进行校准。其中，ISI抖动是由PCIe协会提供的测试 夹具产生，其夹具上会模拟典型的主板或者插卡的PCB走线对信号的影响。在PCIe3.0的 CBB夹具上，增加了专门的Riser板以模拟服务器等应用场合的走线对信号的影响；而在 PCIe4.0和PCIe5.0的夹具上，更是增加了专门的可变ISI的测试板用于模拟和调整ISI的 影响。走pcie通道的M.2接口必定是支持NVME协议的吗？智能化多端口矩阵测试PCI-E测试系列
PCI Express物理层接口(PIPE)；智能化多端口矩阵测试PCI-E测试系列
这么多的组合是不可能完全通过人工设置和调整 的，必须有一定的机制能够根据实际链路的损耗、串扰、反射差异以及温度和环境变化进行 自动的参数设置和调整，这就是链路均衡的动态协商。动态的链路协商在PCIe3.0规范中 就有定义，但早期的芯片并没有普遍采用；在PCIe4.0规范中，这个要求是强制的，而且很 多测试项目直接与链路协商功能相关，如果支持不好则无法通过一致性测试。图4.7是 PCIe的链路状态机，从设备上电开始，需要经过一系列过程才能进入L0的正常工作状态。 其中在Configuration阶段会进行简单的速率和位宽协商，而在Recovery阶段则会进行更 加复杂的发送端预加重和接收端均衡的调整和协商。智能化多端口矩阵测试PCI-E测试系列
