北京自动化PCI-E测试

时间:2023年03月13日 来源:

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 Express物理层接口(PIPE);北京自动化PCI-E测试

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随着数据速率的提高,在发送端对信号高频进行补偿还是不够,于是PCIe3.0及 之后的标准中又规定在接收端(RX端)还要对信号做均衡(Equalization),从而对线路的损 耗进行进一步的补偿。均衡电路的实现难度较大,以前主要用在通信设备的背板或长电缆 传输的场合,近些年也逐渐开始在计算机、消费类电子等领域应用,比如USB3.0、SATA 6G、DDR5中也均采用了均衡技术。图4 .4分别是PCIe3 .0和4 .0标准中对CTLE均衡器 的频响特性的要求。可以看到,均衡器的强弱也有很多挡可选,在Link Training阶段TX 和RX端会协商出一个比较好的组合(参考资料: PCI ExpressR Base Specification 4 .0)。北京自动化PCI-E测试pcie3.0和pcie4.0物理层的区别在哪里?

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相应地,在CC模式下参考时钟的 抖动测试中,也会要求测试软件能够很好地模拟发送端和接收端抖动传递函数的影响。而 在IR模式下,主板和插卡可以采用不同的参考时钟,可以为一些特殊的不太方便进行参考 时钟传递的应用场景(比如通过Cable连接时)提供便利,但由于收发端参考时钟不同源,所 以对于收发端的设计难度要大一些(比如Buffer深度以及时钟频差调整机制)。IR模式下 用户可以根据需要在参考时钟以及PLL的抖动之间做一些折中和平衡,保证*终的发射机 抖动指标即可。图4.9是PCIe4.0规范参考时钟时的时钟架构,以及不同速率下对于 芯片Refclk抖动的要求。

按照测试规范的要求,在发送信号质量的测试中,只要有1个Preset值下能够通过信 号质量测试就算过关;但是在Preset的测试中,则需要依次遍历所有的Preset,并依次保存 波形进行分析。对于PCIe3.0和PCIe4.0的速率来说,由于采用128b/130b编码,其一致性测试码型比之前8b/10b编码下的一致性测试码型要复杂,总共包含36个128b/130b的   编码字。通过特殊的设计, 一致性测试码型中包含了长“1”码型、长“0”码型以及重复的“01” 码型,通过对这些码型的计算和处理,测试软件可以方便地进行预加重、眼图、抖动、通道损   耗的计算。 11是典型PCle3.0和PCIe4.0速率下的一致性测试码型。在PCI-E的信号质量测试中需要捕获多少的数据进行分析?

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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。所有带pcie物理插槽的主板都可以插固态硬盘用么?假如能的话插上可以改成引导系统的盘么?通信PCI-E测试联系人

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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。 北京自动化PCI-E测试

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