河南设备PCI-E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。在PCI-E的信号质量测试中需要捕获多少的数据进行分析？河南设备PCI-E测试

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)。河南设备PCI-E测试PCI-E3.0定义了11种发送端的预加重设置，实际应用中应该用那个？

为了克服大的通道损耗，PCle5.0接收端的均衡能力也会更强一些。比如接收端的 CTLE均衡器采用了2阶的CTLE均衡,其损耗/增益曲线有4个极点和2个零点，其直流增益可以在-5～ - 15dB之间以1dB的分辨率进行调整，以精确补偿通道损耗的  影响。同时，为了更好地补偿信号反射、串扰的影响，其接收端的DFE均衡器也使用了更复 杂的3-Tap均衡器。对于发射端来说，PCle5.0相对于PCIe4.0和PCIe3.0来说变化不大， 仍然是3阶的FIR预加重以及11种预设好的Preset组合。

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PCI Express物理层接口(PIPE)；

在2010年推出PCle3.0标准时，为了避免10Gbps的电信号传输带来的挑战，PCI-SIG  终把PCle3.0的数据传输速率定在8Gbps,并在PCle3.0及之后的标准中把8b/10b编码  更换为更有效的128b/130b编码，以提高有效的数据传输带宽。同时，为了保证数据传输  密度和直流平衡，还采用了扰码的方法，即数据传输前先和一个多项式进行异或，这样传输  链路上的数据就看起来比较有随机性，可以保证数据的直流平衡并方便接收端的时钟恢复。 扰码后的数据到了接收端会再用相同的多项式把数据恢复出来。PCI-E测试信号质量测试；河南设备PCI-E测试

为什么PCI-E3.0的夹具和PCI-E2.0的不一样？河南设备PCI-E测试

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。 河南设备PCI-E测试