虽然在编码方式和芯片内部做了很多工作,但是传输链路的损耗仍然是巨大的挑战,特 别是当采用比较便宜的PCB板材时,就不得不适当减少传输距离和链路上的连接器数量。 在PCIe3.0的8Gbps速率下,还有可能用比较便宜的FR4板材在大约20英寸的传输距离 加2个连接器实现可靠信号传输。在PCle4.0的16Gbps速率下,整个16Gbps链路的损耗 需要控制在-28dB @8GHz以内,其中主板上芯片封装、PCB/过孔走线、连接器的损耗总 预算为-20dB@8GHz,而插卡上芯片封装、PCB/过孔走线的损耗总预算为-8dB@8GHz。
整个链路的长度需要控制在12英寸以内,并且链路上只能有一个连接器。如果需要支持更 长的传输距离或者链路上有更多的连接器,则需要在链路中插入Re-timer芯片对信号进行 重新整形和中继。图4.6展示了典型的PCle4.0的链路模型以及链路损耗的预算,图中各 个部分的链路预算对于设计和测试都非常重要,对于测试部分的影响后面会具体介绍。 PCI-E4.0的标准什么时候推出?有什么变化?陕西PCI-E测试检查
是用矢量网络分析仪进行链路标定的典型连接,具体的标定步骤非常多,在PCIe4.0 Phy Test Specification文档里有详细描述,这里不做展开。
在硬件连接完成、测试码型切换正确后,就可以对信号进行捕获和信号质量分析。正式 的信号质量分析之前还需要注意的是:为了把传输通道对信号的恶化以及均衡器对信号的 改善效果都考虑进去,PCIe3.0及之后标准的测试中对其发送端眼图、抖动等测试的参考点 从发送端转移到了接收端。也就是说,测试中需要把传输通道对信号的恶化的影响以及均 衡器对信号的改善影响都考虑进去。 陕西PCI-E测试检查为什么PCI-E3.0开始重视接收端的容限测试?
测试类型8Gbps速率16Gbps速率插卡RX测试眼宽:41.25ps+0/—2ps眼宽:18.75ps+0.5/-0.5ps眼高:46mV+0/-5mV眼高:15mV+1.5/-1.5mV主板RX测试眼宽:45ps+0/-2ps眼宽:18.75ps+0.5/-0.5ps眼高:50mV+0/-5mV眼高:15mV+1.5/-1.5mV 校准时,信号的参数分析和调整需要反复进行,人工操作非常耗时耗力。为了解决这个 问题,接收端容限测试时也会使用自动测试软件,这个软件可以提供设置和连接向导、控制 误码仪和示波器完成自动校准、发出训练码型把被测件设置成环回状态,并自动进行环回数 据的误码率统计。图4 . 18是典型自动校准和接收容限测试软件的界面,以及相应的测试
按照测试规范的要求,在发送信号质量的测试中,只要有1个Preset值下能够通过信 号质量测试就算过关;但是在Preset的测试中,则需要依次遍历所有的Preset,并依次保存 波形进行分析。对于PCIe3.0和PCIe4.0的速率来说,由于采用128b/130b编码,其一致性测试码型比之前8b/10b编码下的一致性测试码型要复杂,总共包含36个128b/130b的 编码字。通过特殊的设计, 一致性测试码型中包含了长“1”码型、长“0”码型以及重复的“01” 码型,通过对这些码型的计算和处理,测试软件可以方便地进行预加重、眼图、抖动、通道损 耗的计算。 11是典型PCle3.0和PCIe4.0速率下的一致性测试码型。PCI-E 3.0测试接收端的变化;
·项目2.6Add-inCardLaneMarginingat16GT/s:验证插卡能通过LaneMargining功能反映接收到的信号质量,针对16Gbps速率。·项目2.7SystemBoardTransmitterSignalQuality:验证主板发送信号质量,针对2.5Gbps、5Gbps、8Gbps、16Gbps速率。·项目2.8SystemBoardTransmitterPresetTest:验证插卡发送信号的Preset值是否正确,针对8Gbps和16Gbps速率。·项目2.9SystemBoardTransmitterLinkEqualizationResponseTest:验证插卡对于链路协商的响应时间,针对8Gbps和16Gbps速率。·项目2.10SystemLaneMarginingat16GT/s:验证主板能通过LaneMargining功能反映接收到的信号质量,针对16Gbps速率。·项目2.11AddinCardReceiverLinkEqualizationTest:验证插卡在压力信号下的接收机性能及误码率,要求可以和对端进行链路协商并相应调整对端的预加重,针对8Gbps和16Gbps速率。PCI-E转USB或UFS接口的控制芯片和测试板的制作方法;陕西PCI-E测试检查
PCI-E测试信号质量测试;陕西PCI-E测试检查
·TransactionProtocolTesting(传输协议测试):用于检查设备传输层的协议行为。·PlatformBIOSTesting(平台BIOS测试):用于检查主板BIOS识别和配置PCIe外设的能力。对于PCIe4.0来说,针对之前发现的问题以及新增的特性,替换或增加了以下测试项目·InteroperabilityTesting(互操作性测试):用于检查主板和插卡是否能够训练成双方都支持的比较高速率和比较大位宽(Re-timer要和插卡一起测试)。·LaneMargining(链路裕量测试):用于检查接收端的链路裕量扫描功能。其中,针对电气特性测试,又有专门的物理层测试规范,用于规定具体的测试项目和测试方法。表4.2是针对PCIe4.0的主板或插卡需要进行的物理层测试项目,其中灰色背景的测试项目都涉及链路协商功能。陕西PCI-E测试检查