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

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DDR测试PCI-E测试修理PCI-E测试信号完整性测试解决方案;

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,
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。使用PCI-E协议分析仪能不能直接告诉我总线上的协议错误?

简单总结一下,PCIe4.0和PCIe3.0在物理层技术上的相同点和不同点有:(1)PCIe4.0的数据速率提高到了16Gbps,并向下兼容前代速率;(2)都采用128b/130b数据编码方式;(3)发送端都采用3阶预加重和11种Preset;(4)接收端都有CTLE和DFE的均衡;(5)PCIe3.0是1抽头DFE,PCIe4.0是2抽头DFE;(6)PCIe4.0接收芯片的LaneMargin功能为强制要求(7)PCIe4.0的链路长度缩减到12英寸,多1个连接器,更长链路需要Retimer;(8)为了支持应对链路损耗以及不同链路的情况,新开发的PCle3.0芯片和全部PCIe4.0芯片都需要支持动态链路协商功能;PCIE 系统架构及物理层一致性测试;DDR测试PCI-E测试修理
为什么PCI-E3.0的一致性测试码型和PCI-E2.0不一样?DDR测试PCI-E测试修理
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DDR测试PCI-E测试修理