海南PCI-E测试系列

项目2.12SystemReceiverLinkEqualizationTest:验证主板在压力信号下的接收机性能及误码率，可以和对端进行链路协商并相应调整对端的预加重，针对8Gbps和16Gbps速率。·项目2.13Add-inCardPLLBandwidth:验证插卡的PLL环路带宽，针对时钟和所有支持的数据速率。·项目2.14Add-inCardPCBImpedance(informative):验证插卡上走线的PCB阻抗，不是强制测试。·项目2.15SystemBoardPCBImpedance(informative):验证主板上走线的PCB阻抗，不是强制测试。接下来，我们重点从发射机和接收机的电气性能测试方面，讲解PCIe4.0的物理层测试方法。PCI-E测试和协议调试；海南PCI-E测试系列

SigTest软件的算法由PCI-SIG提供，会对信号进行时钟恢复、均衡以及眼图、抖 动的分析。由于PCIe4.0的接收机支持多个不同幅度的CTLE均衡，而且DFE的电平也 可以在一定范围内调整，所以SigTest软件会遍历所有的CTLE值并进行DFE的优化，并 根据眼高、眼宽的结果选择比较好的值。14是SigTest生成的PCIe4.0的信号质量测试 结果。SigTest需要用户手动设置示波器采样、通道嵌入、捕获数据及进行后分析，测试效率 比较低，而且对于不熟练的测试人员还可能由于设置疏忽造成测试结果的不一致，测试项目 也主要限于信号质量与Preset相关的项目。为了提高PCIe测试的效率和测试项目覆盖 率，有些示波器厂商提供了相应的自动化测试软件。浙江PCI-E测试多端口矩阵测试PCI-e 3.0简介及信号和协议测试方法；

由于每对数据线和参考时钟都是差分的，所以主  板的测试需要同时占用4个示波器通道，也就是在进行PCIe4.0的主板测试时示波器能够  4个通道同时工作且达到25GHz带宽。而对于插卡的测试来说，只需要把差分的数据通道  引入示波器进行测试就可以了，示波器能够2个通道同时工作并达到25GHz带宽即可。 12展示了典型PCIe4.0的发射机信号质量测试环境。无论是对于发射机测试，还是对于后面要介绍到的接收机容限测试来说，在PCIe4.0 的TX端和RX端的测试中，都需要用到ISI板。ISI板上的Trace线有几十对，每相邻线对 间的插损相差0.5dB左右。由于测试中用户使用的电缆、连接器的插损都可能会不一致， 所以需要通过配合合适的ISI线对，使得ISI板上的Trace线加上测试电缆、测试夹具、转接  头等模拟出来的整个测试链路的插损满足测试要求。比如，对于插卡的测试来说，对应的主  板上的比较大链路损耗为20dB,所以ISI板上模拟的走线加上测试夹具、连接器、转接头、测  试电缆等的损耗应该为15dB(另外5dB的主板上芯片的封装损耗通过分析软件进行模拟)。 为了满足这个要求，比较好的方法是使用矢量网络分析仪(VNA)事先进行链路标定。

规范中规定了共11种不同的Preshoot和De-emphasis的组合，每种组合叫作一个 Preset,实际应用中Tx和Rx端可以在Link Training阶段根据接收端收到的信号质量协商 出一个比较好的Preset值。比如P4没有任何预加重，P7强的预加重。图4.3是 PCIe3.0和4.0标准中采用的预加重技术和11种Preset的组合(参考资料：PCI Express@ Base Specification4 .0) 。对于8Gbps、16Gbps 以及32Gbps信号来说，采用的预加重技术完 全一样，都是3阶的预加重和11种Preset选择。PCI-e硬件科普:PCI-e到底是什么?

随着数据速率的提高，在发送端对信号高频进行补偿还是不够，于是PCIe3.0及 之后的标准中又规定在接收端(RX端)还要对信号做均衡(Equalization),从而对线路的损 耗进行进一步的补偿。均衡电路的实现难度较大，以前主要用在通信设备的背板或长电缆 传输的场合，近些年也逐渐开始在计算机、消费类电子等领域应用，比如USB3.0、SATA 6G、DDR5中也均采用了均衡技术。图4 .4分别是PCIe3 .0和4 .0标准中对CTLE均衡器 的频响特性的要求。可以看到，均衡器的强弱也有很多挡可选，在Link Training阶段TX 和RX端会协商出一个比较好的组合(参考资料： PCI ExpressR Base Specification 4 .0)。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？海南PCI-E测试系列

PCIE 系统架构及物理层一致性测试；海南PCI-E测试系列

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。海南PCI-E测试系列

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