在测试通道数方面,传统上PCIe的主板测试采用了双口(Dual-Port)测试方法,即需要 把被测的一条通道和参考时钟RefClk同时接入示波器测试。由于测试通道和RefClk都是 差分通道,所以在用电缆直接连接测试时需要用到4个示波器通道(虽然理论上也可以用2个 差分探头实现连接,但是由于会引入额外的噪声,所以直接电缆连接是常用的方法),这种 方法的优点是可以比较方便地计算数据通道相对于RefClk的抖动。但在PCIe5.0中,对于 主板的测试也采用了类似于插卡测试的单口(Single-Port)方法,即只把被测数据通道接入 示波器测试,这样信号质量测试中只需要占用2个示波器通道。图4.23分别是PCIe5.0主 板和插卡信号质量测试组网图,芯片封装和一部分PCB走线造成的损耗都是通过PCI-SIGPCI-e的软件编程接口;机械PCI-E测试系列

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。天津PCI-E测试代理品牌PCI-E测试和协议调试;

这么多的组合是不可能完全通过人工设置和调整 的,必须有一定的机制能够根据实际链路的损耗、串扰、反射差异以及温度和环境变化进行 自动的参数设置和调整,这就是链路均衡的动态协商。动态的链路协商在PCIe3.0规范中 就有定义,但早期的芯片并没有普遍采用;在PCIe4.0规范中,这个要求是强制的,而且很 多测试项目直接与链路协商功能相关,如果支持不好则无法通过一致性测试。图4.7是 PCIe的链路状态机,从设备上电开始,需要经过一系列过程才能进入L0的正常工作状态。 其中在Configuration阶段会进行简单的速率和位宽协商,而在Recovery阶段则会进行更 加复杂的发送端预加重和接收端均衡的调整和协商。
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。PCI-E测试信号完整性测试解决方案;

其中,电气(Electrical) 、协议(Protocol) 、配置(Configuration)等行为定义了芯片的基本 行为,这些要求合在一起称为Base规范,用于指导芯片设计;基于Base规范,PCI-SIG还会 再定义对于板卡设计的要求,比如板卡的机械尺寸、电气性能要求,这些要求合在一起称为 CEM(Card Electromechanical)规范,用以指导服务器、计算机和插卡等系统设计人员的开 发。除了针对金手指连接类型的板卡,针对一些新型的连接方式,如M.2、U.2等,也有一 些类似的CEM规范发布。PCIE 3.0的发射机物理层测试;福建PCI-E测试信号完整性测试
PCIE 系统架构及物理层一致性测试;机械PCI-E测试系列
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。机械PCI-E测试系列
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