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。一种PCIE通道带宽的测试方法;青海PCI-E测试信号完整性测试
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)。青海PCI-E测试信号完整性测试PCI-E转USB或UFS接口的控制芯片和测试板的制作方法;
当链路速率不断提升时,给接收端留的信号裕量会越来越小。比如PCIe4.0的规范中 定义,信号经过物理链路传输到达接收端,并经均衡器调整以后的小眼高允许15mV, 小眼宽允许18.75ps,而PCIe5.0规范中允许的接收端小眼宽更是不到10ps。在这么小 的链路裕量下,必须仔细调整预加重和均衡器的设置才能得到比较好的误码率结果。但是,预 加重和均衡器的组合也越来越多。比如PCIe4.0中发送端有11种Preset(预加重的预设模 式),而接收端的均衡器允许CTLE在-6~ - 12dB范围内以1dB的分辨率调整,并且允许 2阶DFE分别在±30mV和±20mV范围内调整。综合考虑以上因素,实际情况下的预加 重和均衡器参数的组合可以达几千种。
PCIe4.0的测试项目PCIe相关设备的测试项目主要参考PCI-SIG发布的ComplianceTestGuide(一致性测试指南)。在PCIe3.0的测试指南中,规定需要进行的测试项目及其目的如下(参考资料:PCIe3.0ComplianceTestGuide):·ElectricalTesting(电气特性测试):用于检查主板以及插卡发射机和接收机的电气性能。·ConfigurationTesting(配置测试):用于检查PCIe设备的配置空间。·LinkProtocolTesting(链路协议测试):用于检查设备的链路层协议行为。所有带pcie物理插槽的主板都可以插固态硬盘用么?假如能的话插上可以改成引导系统的盘么?
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及信号完整性测试方法;青海PCI-E测试信号完整性测试
PCIE3.0和PCIE4.0应该如何选择?青海PCI-E测试信号完整性测试
(9)PCle4.0上电阶段的链路协商过程会先协商到8Gbps,成功后再协商到16Gbps;(10)PCIe4.0中除了支持传统的收发端共参考时钟模式,还提供了收发端采用参考时钟模式的支持。通过各种信号处理技术的结合,PCIe组织总算实现了在兼容现有的FR-4板材和接插 件的基础上,每一代更新都提供比前代高一倍的有效数据传输速率。但同时收/发芯片会变 得更加复杂,系统设计的难度也更大。如何保证PCIe总线工作的可靠性和很好的兼容性, 就成为设计和测试人员面临的严峻挑战。青海PCI-E测试信号完整性测试