校准完成后,在进行正式测试前,很重要的一点就是要能够设置被测件进入环回模式。 虽然调试时也可能会借助芯片厂商提供的工具设置环回,但标准的测试方法还是要基于链 路协商和通信进行被测件环回模式的设置。传统的误码仪不具有对于PCle协议理解的功 能,只能盲发训练序列,这样的缺点是由于没有经过正常的链路协商,可能会无法把被测件 设置成正确的状态。现在一些新型的误码仪平台已经集成了PCIe的链路协商功能,能够 真正和被测件进行训练序列的沟通,除了可以有效地把被测件设置成正确的环回状态,还可 以和对端被测设备进行预加重和均衡的链路沟通。PCI-E 3.0测试接收端的变化;江西多端口矩阵测试PCI-E测试

在测试通道数方面,传统上PCIe的主板测试采用了双口(Dual-Port)测试方法,即需要 把被测的一条通道和参考时钟RefClk同时接入示波器测试。由于测试通道和RefClk都是 差分通道,所以在用电缆直接连接测试时需要用到4个示波器通道(虽然理论上也可以用2个 差分探头实现连接,但是由于会引入额外的噪声,所以直接电缆连接是常用的方法),这种 方法的优点是可以比较方便地计算数据通道相对于RefClk的抖动。但在PCIe5.0中,对于 主板的测试也采用了类似于插卡测试的单口(Single-Port)方法,即只把被测数据通道接入 示波器测试,这样信号质量测试中只需要占用2个示波器通道。图4.23分别是PCIe5.0主 板和插卡信号质量测试组网图,芯片封装和一部分PCB走线造成的损耗都是通过PCI-SIG江西多端口矩阵测试PCI-E测试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?

对于PCIe来说,由于长链路时的损耗很大,因此接收端的裕量很小。为了掌握实际工 作环境下芯片内部实际接收到的信号质量,在PCIe3.0时代,有些芯片厂商会用自己内置 的工具来扫描接收到的信号质量,但这个功能不是强制的。到了PCIe4.0标准中,规范把 接收端的信号质量扫描功能作为强制要求,正式名称是Lane Margin(链路裕量)功能。 简单的Lane Margin功能的实现是在芯片内部进行二维的误码率扫描,即通过调整水平方 向的采样点时刻以及垂直方向的信号判决阈值,
并根据不同位置处的误码率绘制出类似眼图的分布图,这个分布图与很多误码仪中眼图扫描功能的实现原理类似。虽然和示波器实 际测试到的眼图从实现原理和精度上都有一定差异,但由于内置在接收芯片内部,在实际环 境下使用和调试都比较方便。PCIe4.0规范中对于Lane Margin扫描的水平步长分辨率、 垂直步长分辨率、样点和误码数统计等都做了一些规定和要求。Synopsys公司展 示的16Gbps信号Lane Margin扫描的示例。克劳德高速数字信号测试实验室PCIE3.0和PCIE4.0应该如何选择?

CTLE均衡器可以比较好地补偿传输通道的线性损耗,但是对于一些非线性因素(比如 由于阻抗不匹配造成的信号反射)的补偿还需要借助于DFE的均衡器,而且随着信号速率的提升,接收端的眼图裕量越来越小,采用的DFE技术也相应要更加复杂。在PCle3.0的 规范中,针对8Gbps的信号,定义了1阶的DFE配合CTLE完成信号的均衡;而在PCle4.0 的规范中,针对16Gbps的信号,定义了更复杂的2阶DFE配合CTLE进行信号的均衡。 图 4 .5 分别是规范中针对8Gbps和16Gbps信号接收端定义的DFE均衡器(参考资料: PCI Express@ Base Specification 4.0)。一种PCIE通道带宽的测试方法;江西多端口矩阵测试PCI-E测试
PCIE 3.0的发射机物理层测试;江西多端口矩阵测试PCI-E测试
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。江西多端口矩阵测试PCI-E测试