PCle5.0的鏈路模型及鏈路損耗預算在實際的測試中,為了把被測主板或插卡的PCIe信號從金手指連接器引出,PCI-SIG組織也設計了專門的PCIe5.0測試夾具。PCle5.0的這套夾具與PCle4.0的類似,也是包含了CLB板、CBB板以及專門模擬和調整鏈路損耗的ISI板。主板的發送信號質量測試需要用到對應位寬的CLB板;插卡的發送信號質量測試需要用到CBB板;而在接收容限測試中,由于要進行全鏈路的校準,整套夾具都可能會使用到。21是PCIe5.0的測試夾具組成。PCI-E X16,PCI-E 2.0,PCI-E 3.0插口區別是什么?中國澳門信息化PCI-E測試
這么多的組合是不可能完全通過人工設置和調整 的,必須有一定的機制能夠根據實際鏈路的損耗、串擾、反射差異以及溫度和環境變化進行 自動的參數設置和調整,這就是鏈路均衡的動態協商。動態的鏈路協商在PCIe3.0規范中 就有定義,但早期的芯片并沒有普遍采用;在PCIe4.0規范中,這個要求是強制的,而且很 多測試項目直接與鏈路協商功能相關,如果支持不好則無法通過一致性測試。圖4.7是 PCIe的鏈路狀態機,從設備上電開始,需要經過一系列過程才能進入L0的正常工作狀態。 其中在Configuration階段會進行簡單的速率和位寬協商,而在Recovery階段則會進行更 加復雜的發送端預加重和接收端均衡的調整和協商。中國澳門信息化PCI-E測試所有帶pcie物理插槽的主板都可以插固態硬盤用么?假如能的話插上可以改成引導系統的盤么?
當被測件進入環回模式并且誤碼儀發出壓力眼圖的信號后,被測件應該會把其從RX 端收到的數據再通過TX端發送出去送回誤碼儀,誤碼儀通過比較誤碼來判斷數據是否被 正確接收,測試通過的標準是要求誤碼率小于1.0×10- 12。 19是用高性能誤碼儀進 行PCIe4.0的插卡接收的實際環境。在這款誤碼儀中內置了時鐘恢復電路、預加重模塊、 參考時鐘倍頻、信號均衡電路等,非常適合速率高、要求復雜的場合。在接收端容限測試中, 可調ISI板上Trace線的選擇也非常重要。如果選擇的鏈路不合適,可能需要非常長的時 間進行Stress Eye的計算和鏈路調整,甚至無法完成校準和測試。 一般建議事先用VNA 標定和選擇好鏈路,這樣校準過程會快很多,測試結果也會更加準確。所以,在PCIe4.0的 測試中,無論是發送端測試還是接收端測試,都比較好有矢量網絡分析儀配合進行ISI通道 選擇。
隨著數據速率的提高,芯片中的預加重和均衡功能也越來越復雜。比如在PCle 的1代和2代中使用了簡單的去加重(De-emphasis)技術,即信號的發射端(TX)在發送信 號時對跳變比特(信號中的高頻成分)加大幅度發送,這樣可以部分補償傳輸線路對高 頻成分的衰減,從而得到比較好的眼圖。在1代中采用了-3.5dB的去加重,2代中采用了 -3.5dB和-6dB的去加重。對于3代和4代技術來說,由于信號速率更高,需要采用更加 復雜的去加重技術,因此除了跳變比特比非跳變比特幅度增大發送以外,在跳變比特的前 1個比特也要增大幅度發送,這個增大的幅度通常叫作Preshoot。為了應對復雜的鏈路環境,我的被測件不是標準的PCI-E插槽金手指的接口,怎么進行PCI-E的測試?
PCIe 的物理層(Physical Layer)和數據鏈路層(Data Link Layer)根據高速串行通信的 特點進行了重新設計,上層的事務層(Transaction)和總線拓撲都與早期的PCI類似,典型 的設備有根設備(Root Complex) 、終端設備(Endpoint), 以及可選的交換設備(Switch) 。早 期的PCle總線是CPU通過北橋芯片或者南橋芯片擴展出來的,根設備在北橋芯片內部, 目前普遍和橋片一起集成在CPU內部,成為CPU重要的外部擴展總線。PCIe 總線協議層的結構以及相關規范涉及的主要內容。PCI-E 3.0測試接收端容限測試;中國澳門信息化PCI-E測試
PCI-E測試和協議調試;中國澳門信息化PCI-E測試
雖然在編碼方式和芯片內部做了很多工作,但是傳輸鏈路的損耗仍然是巨大的挑戰,特 別是當采用比較便宜的PCB板材時,就不得不適當減少傳輸距離和鏈路上的連接器數量。 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個連接器實現可靠信號傳輸。在PCle4.0的16Gbps速率下,整個16Gbps鏈路的損耗 需要控制在-28dB @8GHz以內,其中主板上芯片封裝、PCB/過孔走線、連接器的損耗總 預算為-20dB@8GHz,而插卡上芯片封裝、PCB/過孔走線的損耗總預算為-8dB@8GHz。
整個鏈路的長度需要控制在12英寸以內,并且鏈路上只能有一個連接器。如果需要支持更 長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芯片對信號進行 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算,圖中各 個部分的鏈路預算對于設計和測試都非常重要,對于測試部分的影響后面會具體介紹。 中國澳門信息化PCI-E測試
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