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。pcie接口定义及知识解析;解决方案PCI-E测试联系人
PCIe4.0的物理层技术PCIe标准自从推出以来,1代和2代标准已经在PC和Server上使用10多年时间,正在逐渐退出市场。出于支持更高总线数据吞吐率的目的,PCI-SIG组织分别在2010年和2017年制定了PCIe3.0和PCIe4.0规范,数据速率分别达到8Gbps和16Gbps。目前,PCIe3.0和PCle4.0已经在Server及PC上使用,PCIe5.0也在商用过程中。每一代PCIe规范更新的目的,都是要尽可能在原有PCB板材和接插件的基础上提供比前代高一倍的有效数据传输速率,同时保持和原有速率的兼容。别看这是一个简单的目的,但实现起来并不容易。多端口矩阵测试PCI-E测试方案PCIE 3.0的发射机物理层测试;
PCIe4.0标准在时钟架构上除了支持传统的共参考时钟(Common Refclk,CC)模式以 外,还可以允许芯片支持参考时钟(Independent Refclk,IR)模式,以提供更多的连接灵 活性。在CC时钟模式下,主板会给插卡提供一个100MHz的参考时钟(Refclk),插卡用这 个时钟作为接收端PLL和CDR电路的参考。这个参考时钟可以在主机打开扩频时钟 (SSC)时控制收发端的时钟偏差,同时由于有一部分数据线相对于参考时钟的抖动可以互 相抵消,所以对于参考时钟的抖动要求可以稍宽松一些
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。PCI-E3.0的接收端测试中的Repeater起作用?
PCIe4.0的发射机质量测试发射机质量是保证链路能够可靠工作的先决条件,对于PCIe的发射机质量测试来说,主要是用宽带示波器捕获其发出的信号并验证其信号质量满足规范要求。按照目前规范中的要求,PCIe3.0的一致性测试需要至少12.5GHz带宽的示波器;而对于PCIe4.0来说,由于数据速率提高到了16Gbps,所以测试需要的示波器带宽应为25GHz或以上。如果要进行主板的测试,测试规范推荐Dual-Port(双口)的测试方式,即把被测的数据通道和参考时钟同时接入示波器,这样在进行抖动分析时就可以把一部分参考时钟中的抖动抵消掉,对于参考时钟Jitter的要求可以放松一些。PCI-E 3.0数据速率的变化;USB测试PCI-E测试调试
为什么PCI-E3.0的夹具和PCI-E2.0的不一样?解决方案PCI-E测试联系人
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-SIG解决方案PCI-E测试联系人
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...