PCIe背景概述PCIExpress(PeripheralComponentInterconnectExpress,PCle)总线是PCI总线的串行版本,广泛应用于显卡、GPU、SSD卡、以太网卡、加速卡等与CPU的互联。PCle的标准由PCI-SIG(PCISpecialInterestGroup)组织制定和维护,目前其董事会主要成员有Intel、AMD、nVidia、DellEMC、Keysight、Synopsys、ARM、Qualcomm、VTM等公司,全球会员单位超过700家。PCI-SIG发布的规范主要有Base规范(适用于芯片和协议)、CEM规范(适用于板卡机械和电气设计)、测试规范(适用于测试验证方法)等,目前产业界正在逐渐商用第5代版本,同时第6代标准也在制定完善中。由于组织良好的运作、的芯片支持、成熟的产业链,PCIe已经成为服务器和个人计算机上成功的高速串行互联和I/O扩展总线。图4.1是PCIe总线的典型应用场景。一种PCIE通道带宽的测试方法;信号完整性测试PCI-E测试专卖店
当链路速率不断提升时,给接收端留的信号裕量会越来越小。比如PCIe4.0的规范中 定义,信号经过物理链路传输到达接收端,并经均衡器调整以后的小眼高允许15mV, 小眼宽允许18.75ps,而PCIe5.0规范中允许的接收端小眼宽更是不到10ps。在这么小 的链路裕量下,必须仔细调整预加重和均衡器的设置才能得到比较好的误码率结果。但是,预 加重和均衡器的组合也越来越多。比如PCIe4.0中发送端有11种Preset(预加重的预设模 式),而接收端的均衡器允许CTLE在-6~ - 12dB范围内以1dB的分辨率调整,并且允许 2阶DFE分别在±30mV和±20mV范围内调整。综合考虑以上因素,实际情况下的预加 重和均衡器参数的组合可以达几千种。自动化PCI-E测试产品介绍为什么PCI-E3.0开始重视接收端的容限测试?
PCle5.0的链路模型及链路损耗预算在实际的测试中,为了把被测主板或插卡的PCIe信号从金手指连接器引出,PCI-SIG组织也设计了专门的PCIe5.0测试夹具。PCle5.0的这套夹具与PCle4.0的类似,也是包含了CLB板、CBB板以及专门模拟和调整链路损耗的ISI板。主板的发送信号质量测试需要用到对应位宽的CLB板;插卡的发送信号质量测试需要用到CBB板;而在接收容限测试中,由于要进行全链路的校准,整套夹具都可能会使用到。21是PCIe5.0的测试夹具组成。
PCIe 的物理层(Physical Layer)和数据链路层(Data Link Layer)根据高速串行通信的 特点进行了重新设计,上层的事务层(Transaction)和总线拓扑都与早期的PCI类似,典型 的设备有根设备(Root Complex) 、终端设备(Endpoint), 以及可选的交换设备(Switch) 。早 期的PCle总线是CPU通过北桥芯片或者南桥芯片扩展出来的,根设备在北桥芯片内部, 目前普遍和桥片一起集成在CPU内部,成为CPU重要的外部扩展总线。PCIe 总线协议层的结构以及相关规范涉及的主要内容。PCI-E3.0的接收端测试中的Repeater起作用?
虽然在编码方式和芯片内部做了很多工作,但是传输链路的损耗仍然是巨大的挑战,特 别是当采用比较便宜的PCB板材时,就不得不适当减少传输距离和链路上的连接器数量。 在PCIe3.0的8Gbps速率下,还有可能用比较便宜的FR4板材在大约20英寸的传输距离 加2个连接器实现可靠信号传输。在PCle4.0的16Gbps速率下,整个16Gbps链路的损耗 需要控制在-28dB @8GHz以内,其中主板上芯片封装、PCB/过孔走线、连接器的损耗总 预算为-20dB@8GHz,而插卡上芯片封装、PCB/过孔走线的损耗总预算为-8dB@8GHz。
整个链路的长度需要控制在12英寸以内,并且链路上只能有一个连接器。如果需要支持更 长的传输距离或者链路上有更多的连接器,则需要在链路中插入Re-timer芯片对信号进行 重新整形和中继。图4.6展示了典型的PCle4.0的链路模型以及链路损耗的预算,图中各 个部分的链路预算对于设计和测试都非常重要,对于测试部分的影响后面会具体介绍。 pcie3.0和pcie4.0物理层的区别在哪里?通信PCI-E测试代理品牌
被测件发不出标准的PCI-E的一致性测试码型,为什么?信号完整性测试PCI-E测试专卖店
Cle4.0测试的CBB4和CLB4夹具无论是Preset还是信号质量的测试,都需要被测件工作在特定速率的某些Preset下,要通过测试夹具控制被测件切换到需要的设置状态。具体方法是:在被测件插入测试夹具并且上电以后,可以通过测试夹具上的切换开关控制DUT输出不同速率的一致性测试码型。在切换测试夹具上的Toggle开关时,正常的PCle4.0的被测件依次会输出2.5Gbps、5Gbps-3dB、5Gbps-6dB、8GbpsP0、8GbpsP1、8GbpsP2、8GbpsP3、8GbpsP4、8Gbps信号完整性测试PCI-E测试专卖店
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