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)。PCI-e的软件编程接口;机械PCI-E测试项目
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。机械PCI-E测试项目PCIE 5.0,速率翻倍vs性能优化;
PCIe4.0的接收端容限测试在PCIel.0和2.0的时代,接收端测试不是必需的,通常只要保证发送端的信号质量基本就能保证系统的正常工作。但是从PCle3.0开始,由于速率更高,所以接收端使用了均衡技术。由于接收端更加复杂而且其均衡的有效性会影响链路传输的可靠性,所以接收端的容限测试变成了必测的项目。所谓接收容限测试,就是要验证接收端对于恶劣信号的容忍能力。这就涉及两个问题,一个是恶劣信号是怎么定义的,另一个是怎么判断被测系统能够容忍这样的恶劣信号。
要精确产生PCle要求的压力眼图需要调整很多参数,比如输出信号的幅度、预加重、 差模噪声、随机抖动、周期抖动等,以满足眼高、眼宽和抖动的要求。而且各个调整参数之间 也会相互制约,比如调整信号的幅度时除了会影响眼高也会影响到眼宽,因此各个参数的调 整需要反复进行以得到 一个比较好化的组合。校准中会调用PCI-SIG的SigTest软件对信号 进行通道模型嵌入和均衡,并计算的眼高和眼宽。如果没有达到要求,会在误码仪中进 一步调整注入的随机抖动和差模噪声的大小,直到眼高和眼宽达到参数要求。PCI-E 3.0数据速率的变化;
是用矢量网络分析仪进行链路标定的典型连接,具体的标定步骤非常多,在PCIe4.0 Phy Test Specification文档里有详细描述,这里不做展开。
在硬件连接完成、测试码型切换正确后,就可以对信号进行捕获和信号质量分析。正式 的信号质量分析之前还需要注意的是:为了把传输通道对信号的恶化以及均衡器对信号的 改善效果都考虑进去,PCIe3.0及之后标准的测试中对其发送端眼图、抖动等测试的参考点 从发送端转移到了接收端。也就是说,测试中需要把传输通道对信号的恶化的影响以及均 衡器对信号的改善影响都考虑进去。 我的被测件不是标准的PCI-E插槽金手指的接口,怎么进行PCI-E的测试?机械PCI-E测试项目
3090Ti 始发支持 PCIe5.0 显卡供电接口怎么样?机械PCI-E测试项目
综上所述,PCIe4.0的信号测试需要25GHz带宽的示波器,根据被测件的不同可能会 同时用到2个或4个测试通道。对于芯片的测试需要用户自己设计测试板;对于主板或者 插卡的测试来说,测试夹具的Trace选择、测试码型的切换都比前代总线变得更加复杂了;
在数据分析时除了要嵌入芯片封装的线路模型以外,还要把均衡器对信号的改善也考虑进 去。PCIe协会提供的SigTest软件和示波器厂商提供的自动测试软件都可以为PCle4. 0的测试提供很好的帮助。 机械PCI-E测试项目
PCIe5.0物理层技术PCI-SIG组织于2019年发布了针对PCIe5.0芯片设计的Base规范,针对板卡设计的CEM规范也在2021年制定完成,同时支持PCIe5.0的服务器产品也在2021年开始上市发布。对于PCIe5.0测试来说,其链路的拓扑模型与PCIe4.0类似,但数据速率从PCIe4.0的16Gbps提升到了32Gbps,因此链路上封装、PCB、连接器的损耗更大,整个链路的损耗达到 - 36dB@16GHz,其中系统板损耗为 - 27dB,插卡的损耗为 - 9dB。.20是PCIe5 . 0的 链路损耗预算的模型。PCI-e硬件科普:PCI-e到底是什么?中国香港PCI-E测试...