解决方案PCI-E测试高速信号传输
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。pcie4.0和pcie2.0区别?解决方案PCI-E测试高速信号传输

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。北京PCI-E测试方案PCI-E3.0定义了11种发送端的预加重设置,实际应用中应该用那个?

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。
并根据不同位置处的误码率绘制出类似眼图的分布图,这个分布图与很多误码仪中眼图扫描功能的实现原理类似。虽然和示波器实 际测试到的眼图从实现原理和精度上都有一定差异,但由于内置在接收芯片内部,在实际环 境下使用和调试都比较方便。PCIe4.0规范中对于Lane Margin扫描的水平步长分辨率、 垂直步长分辨率、样点和误码数统计等都做了一些规定和要求。Synopsys公司展 示的16Gbps信号Lane Margin扫描的示例。克劳德高速数字信号测试实验室PCI-e体系的拓扑结构;

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。为什么PCI-E3.0的夹具和PCI-E2.0的不一样?测量PCI-E测试协议测试方法
PCI-E3.0设计还可以使用和PCI-E2.0一样的PCB板材和连接器吗?解决方案PCI-E测试高速信号传输
如前所述,在PCle4.0的主板和插卡测试中,PCB、接插件等传输通道的影响是通过测 试夹具进行模拟并且需要慎重选择ISI板上的测试通道,而对端接收芯片封装对信号的影 响是通过软件的S参数嵌入进行模拟的。测试过程中需要用示波器软件或者PCI-SIG提 供的测试软件把这个S参数文件的影响加到被测波形上。
PCIe4.0信号质量分析可以采用两种方法: 一种是使用PCI-SIG提供的Sigtest软件 做手动分析,另一种是使用示波器厂商提供的软件进行自动测试。 解决方案PCI-E测试高速信号传输
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