雖然在編碼方式和芯片內(nèi)部做了很多工作,但是傳輸鏈路的損耗仍然是巨大的挑戰(zhàn),特 別是當(dāng)采用比較便宜的PCB板材時(shí),就不得不適當(dāng)減少傳輸距離和鏈路上的連接器數(shù)量。 在PCIe3.0的8Gbps速率下,還有可能用比較便宜的FR4板材在大約20英寸的傳輸距離 加2個(gè)連接器實(shí)現(xiàn)可靠信號(hào)傳輸。在PCle4.0的16Gbps速率下,整個(gè)16Gbps鏈路的損耗 需要控制在-28dB @8GHz以內(nèi),其中主板上芯片封裝、PCB/過(guò)孔走線、連接器的損耗總 預(yù)算為-20dB@8GHz,而插卡上芯片封裝、PCB/過(guò)孔走線的損耗總預(yù)算為-8dB@8GHz。
整個(gè)鏈路的長(zhǎng)度需要控制在12英寸以內(nèi),并且鏈路上只能有一個(gè)連接器。如果需要支持更 長(zhǎng)的傳輸距離或者鏈路上有更多的連接器,則需要在鏈路中插入Re-timer芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行 重新整形和中繼。圖4.6展示了典型的PCle4.0的鏈路模型以及鏈路損耗的預(yù)算,圖中各 個(gè)部分的鏈路預(yù)算對(duì)于設(shè)計(jì)和測(cè)試都非常重要,對(duì)于測(cè)試部分的影響后面會(huì)具體介紹。 PCI-e體系的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);陜西設(shè)備PCI-E測(cè)試
是用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行鏈路標(biāo)定的典型連接,具體的標(biāo)定步驟非常多,在PCIe4.0 Phy Test Specification文檔里有詳細(xì)描述,這里不做展開。
在硬件連接完成、測(cè)試碼型切換正確后,就可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行捕獲和信號(hào)質(zhì)量分析。正式 的信號(hào)質(zhì)量分析之前還需要注意的是:為了把傳輸通道對(duì)信號(hào)的惡化以及均衡器對(duì)信號(hào)的 改善效果都考慮進(jìn)去,PCIe3.0及之后標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試中對(duì)其發(fā)送端眼圖、抖動(dòng)等測(cè)試的參考點(diǎn) 從發(fā)送端轉(zhuǎn)移到了接收端。也就是說(shuō),測(cè)試中需要把傳輸通道對(duì)信號(hào)的惡化的影響以及均 衡器對(duì)信號(hào)的改善影響都考慮進(jìn)去。 陜西設(shè)備PCI-E測(cè)試pcie3.0和pcie4.0物理層的區(qū)別在哪里?
PCIe4.0標(biāo)準(zhǔn)在時(shí)鐘架構(gòu)上除了支持傳統(tǒng)的共參考時(shí)鐘(Common Refclk,CC)模式以 外,還可以允許芯片支持參考時(shí)鐘(Independent Refclk,IR)模式,以提供更多的連接靈 活性。在CC時(shí)鐘模式下,主板會(huì)給插卡提供一個(gè)100MHz的參考時(shí)鐘(Refclk),插卡用這 個(gè)時(shí)鐘作為接收端PLL和CDR電路的參考。這個(gè)參考時(shí)鐘可以在主機(jī)打開擴(kuò)頻時(shí)鐘 (SSC)時(shí)控制收發(fā)端的時(shí)鐘偏差,同時(shí)由于有一部分?jǐn)?shù)據(jù)線相對(duì)于參考時(shí)鐘的抖動(dòng)可以互 相抵消,所以對(duì)于參考時(shí)鐘的抖動(dòng)要求可以稍寬松一些
PCIe4.0的接收端容限測(cè)試在PCIel.0和2.0的時(shí)代,接收端測(cè)試不是必需的,通常只要保證發(fā)送端的信號(hào)質(zhì)量基本就能保證系統(tǒng)的正常工作。但是從PCle3.0開始,由于速率更高,所以接收端使用了均衡技術(shù)。由于接收端更加復(fù)雜而且其均衡的有效性會(huì)影響鏈路傳輸?shù)目煽啃?,所以接收端的容限測(cè)試變成了必測(cè)的項(xiàng)目。所謂接收容限測(cè)試,就是要驗(yàn)證接收端對(duì)于惡劣信號(hào)的容忍能力。這就涉及兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是惡劣信號(hào)是怎么定義的,另一個(gè)是怎么判斷被測(cè)系統(tǒng)能夠容忍這樣的惡劣信號(hào)。PCI-E4.0的發(fā)射機(jī)質(zhì)量測(cè)試?
PCIe背景概述PCIExpress(PeripheralComponentInterconnectExpress,PCle)總線是PCI總線的串行版本,廣泛應(yīng)用于顯卡、GPU、SSD卡、以太網(wǎng)卡、加速卡等與CPU的互聯(lián)。PCle的標(biāo)準(zhǔn)由PCI-SIG(PCISpecialInterestGroup)組織制定和維護(hù),目前其董事會(huì)主要成員有Intel、AMD、nVidia、DellEMC、Keysight、Synopsys、ARM、Qualcomm、VTM等公司,全球會(huì)員單位超過(guò)700家。PCI-SIG發(fā)布的規(guī)范主要有Base規(guī)范(適用于芯片和協(xié)議)、CEM規(guī)范(適用于板卡機(jī)械和電氣設(shè)計(jì))、測(cè)試規(guī)范(適用于測(cè)試驗(yàn)證方法)等,目前產(chǎn)業(yè)界正在逐漸商用第5代版本,同時(shí)第6代標(biāo)準(zhǔn)也在制定完善中。由于組織良好的運(yùn)作、的芯片支持、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,PCIe已經(jīng)成為服務(wù)器和個(gè)人計(jì)算機(jī)上成功的高速串行互聯(lián)和I/O擴(kuò)展總線。圖4.1是PCIe總線的典型應(yīng)用場(chǎng)景。pcie4.0和pcie2.0區(qū)別?陜西設(shè)備PCI-E測(cè)試
PCI-E測(cè)試信號(hào)質(zhì)量測(cè)試;陜西設(shè)備PCI-E測(cè)試
并根據(jù)不同位置處的誤碼率繪制出類似眼圖的分布圖,這個(gè)分布圖與很多誤碼儀中眼圖掃描功能的實(shí)現(xiàn)原理類似。雖然和示波器實(shí) 際測(cè)試到的眼圖從實(shí)現(xiàn)原理和精度上都有一定差異,但由于內(nèi)置在接收芯片內(nèi)部,在實(shí)際環(huán) 境下使用和調(diào)試都比較方便。PCIe4.0規(guī)范中對(duì)于Lane Margin掃描的水平步長(zhǎng)分辨率、 垂直步長(zhǎng)分辨率、樣點(diǎn)和誤碼數(shù)統(tǒng)計(jì)等都做了一些規(guī)定和要求。Synopsys公司展 示的16Gbps信號(hào)Lane Margin掃描的示例??藙诘赂咚贁?shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室陜西設(shè)備PCI-E測(cè)試
關(guān)于各測(cè)試項(xiàng)目的具體描述如下:·項(xiàng)目2.1Add-inCardTransmitterSignalQuality:驗(yàn)證插卡發(fā)送信號(hào)質(zhì)量,針對(duì)2.5Gbps、5Gbps、8Gbps、16Gbps速率?!ろ?xiàng)目2.2Add-inCardTransmitterPulseWidthJitterTestat16GT/s:驗(yàn)證插卡發(fā)送信號(hào)中的脈沖寬度抖動(dòng),針對(duì)16Gbps速率。·項(xiàng)目2.3Add-inCardTransmitterPresetTest:驗(yàn)證插卡發(fā)送信號(hào)的Preset值是否正確,針對(duì)8Gbps和16Gbps速率?!ろ?xiàng)目2.4AddinCardTransmitterInitialTXEQTest:...