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-e的软件编程接口;浙江设备PCI-E测试
当被测件进入环回模式并且误码仪发出压力眼图的信号后,被测件应该会把其从RX 端收到的数据再通过TX端发送出去送回误码仪,误码仪通过比较误码来判断数据是否被 正确接收,测试通过的标准是要求误码率小于1.0×10- 12。 19是用高性能误码仪进 行PCIe4.0的插卡接收的实际环境。在这款误码仪中内置了时钟恢复电路、预加重模块、 参考时钟倍频、信号均衡电路等,非常适合速率高、要求复杂的场合。在接收端容限测试中, 可调ISI板上Trace线的选择也非常重要。如果选择的链路不合适,可能需要非常长的时 间进行Stress Eye的计算和链路调整,甚至无法完成校准和测试。 一般建议事先用VNA 标定和选择好链路,这样校准过程会快很多,测试结果也会更加准确。所以,在PCIe4.0的 测试中,无论是发送端测试还是接收端测试,都比较好有矢量网络分析仪配合进行ISI通道 选择。江西智能化多端口矩阵测试PCI-E测试PCI Express物理层接口(PIPE);
需要注意的是,每一代CBB和CLB的设计都不太一样,特别是CBB的 变化比较大,所以测试中需要加以注意。图4.10是支持PCIe4.0测试的夹具套件,主要包括1块CBB4测试夹具、2块分别支持x1/x16位宽和x4/x8位宽的CLB4测试夹具、1块可 变ISI的测试夹具。在测试中,CBB4用于插卡的TX测试以及主板RX测试中的校准; CLB4用于主板TX的测试以及插卡RX测试中的校准;可变ISI的测试夹具是PCIe4 .0中 新增加的,无论是哪种测试,ISI板都是需要的。引入可变ISI测试夹具的原因是在PCIe4.0 的测试规范中,要求通过硬件通道的方式插入传输通道的影响,用于模拟实际主板或插卡上 PCB走线、过孔以及连接器造成的损耗。
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。PCI-E 3.0测试发送端变化;
另外,在PCIe4 .0发送端的LinkEQ以及接收容限等相关项目测试中,都还需要用到能 与被测件进行动态链路协商的高性能误码仪。这些误码仪要能够产生高质量的16Gbps信 号、能够支持外部100MHz参考时钟的输入、能够产生PCIe测试需要的不同Preset的预加 重组合,同时还要能够对输出的信号进行抖动和噪声的调制,并对接收回来的信号进行均 衡、时钟恢复以及相应的误码判决,在进行测试之前还需要能够支持完善的链路协商。17是 一 个典型的发射机LinkEQ测试环境。由于发送端与链路协商有关的测试项目 与下面要介绍的接收容限测试的连接和组网方式比较类似,所以细节也可以参考下面章节 内容,其相关的测试软件通常也和接收容限的测试软件集成在一起。pcie接口定义及知识解析;河北设备PCI-E测试
pcie4.0和pcie2.0区别?浙江设备PCI-E测试
随着数据速率的提高,芯片中的预加重和均衡功能也越来越复杂。比如在PCle 的1代和2代中使用了简单的去加重(De-emphasis)技术,即信号的发射端(TX)在发送信 号时对跳变比特(信号中的高频成分)加大幅度发送,这样可以部分补偿传输线路对高 频成分的衰减,从而得到比较好的眼图。在1代中采用了-3.5dB的去加重,2代中采用了 -3.5dB和-6dB的去加重。对于3代和4代技术来说,由于信号速率更高,需要采用更加 复杂的去加重技术,因此除了跳变比特比非跳变比特幅度增大发送以外,在跳变比特的前 1个比特也要增大幅度发送,这个增大的幅度通常叫作Preshoot。为了应对复杂的链路环境,浙江设备PCI-E测试
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