PCIE3.0 TX信号一致性测试.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.60M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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PCIe 3.0 Tx 信号品质一致性测试方法和步骤作者：dengliang100，来自新浪博客【本人整理，感谢博主的分享】现在有许多公司和单位，正在进行 PCIe 3.0 主板的研发，进行 PCIe 3.0 Tx 信号品质的一致性测量和 Rx 接收性能的一致性测量是 PCIe 3.0 系统研发所必不可少的一步。本文基于 2011 年 5 月 Intel 在上海举办的 PCIe 3.0 Workshop 的方法，介绍 PCIe 3.0 Tx 信号品质一致性测试方法和步骤。另一篇博文再介绍 PCIe 3.0 Rx 接收性能的一致性测试方法和步骤。【本文共计 6 小节】 ——————————————————————————————————————— 一、PCIe 3.0 Tx 一致性测试点 1、PCIe 3.0 Tx 一致性测试点定义在连接器处； 2、虽然测试的是 Tx，但是通过在接收芯片 Rx 处的信号品质来判断 Tx 是否满足规范要求，所以测试时需要嵌入插卡 Add-in Card（对于主板 Motherboard 测试来说）或主板（对于 Add-in Card 测试来说）上的传输通道和接收芯片封装的影响，同时需要分析软件内嵌均衡算法，得出 PCIe 3.0 的信号经过芯片封装、主板、连接器、插卡、封装、均衡器（这是针对主板测试；针对插卡测试则是：封装、插卡、连接器、主板、封装、均衡器）传输通道后的波形。测试时，使用夹具模拟插卡或主板上的传输通道，但是需要使用示波器 InfiniiSim 工具嵌入封装来模拟封装的影响，得出 PCIe 3.0 的信号经过芯片封装、主板、连接器、插卡、封装、均衡器（这是针对主板测试；针对插卡测试则是：封装、插卡、连接器、主板、封装、均衡器）传输通道后的波形。测试时，使用夹具模拟插卡或主板上的传输通道，但是需要使用示波器 InfiniiSim 工具嵌入封装来模拟封装的影响。二、PCIe 3.0 Tx 一致性测试仪器和附件要求 1、示波器带宽的要求：12GHz。若使用的是更高带宽的示波器，需要把带宽限制到 12GHz。 2、PCIe 3.0 CLB 和 CBB 测试夹具（测试主板使用 CLB，测试插卡使用 CBB）。 3、需要 1 对 SMP（m)-SMA(f)电缆（测试时钟信号用）；1 对稳相 SMA(f)-SMA(f)电缆（测试 8Gbps 信号用，要求非常高）；1 对 SMA(m)-SMP(m)适配电缆(用于连接夹具和稳相 SMA-SMA 电缆）；多个 50ohm SMP 匹配负载；SMA 匹配负载插拔扳手。

三、PCIe 3.0 Tx 一致性测试仪器连接 PCIe 3.0 Tx 一致性测试与 PCIe 2.0 一样使用双端口测试分析方法，即需要同时捕获时钟信号和数据信号，用 Sigtest 进行后分析。用 SMP-SMA 电缆连接时钟信号，用 SMA-SMA 电缆连接数据信号。示波器内要对时钟信号和数据信号做差，如果使用 Infiniium 示波器，把时钟连接到 1 和 3 通道，把数据连接到 2 和 4 通道，Infiniium 示波器内部的 FPGA 可以自动 1-3 和 2-4 做差运算，减少捕获波形和运算时间。示波器需要捕获 1M 个 UI 数据量，一般设置内存深度为 5MB，采样速率设置为 40GSa/s 即可。最新的 Sigtest 软件可以从 www.pcisig.com 上下载。

四、让被测件产生测试码型为了正确的捕获测试码型，需要让被测件产生测试码型。特别是 PCIe 3.0 的测试码型与以前各种总线接口的测试码型都不同，如下图所示，测试码型包括：低频部分，高频部分和正常数据部分。在测试夹具上有个开关，可以把时钟信号通过一个开关连接到 lane0(通过实验，发现其他 lane 也可以）。开关是一个按钮，当按下时会接通信号，这样时钟信号就会给 lane0 一个激励，这个激励会让被测芯片切换测试模式，针对 PCIe 3.0 的测试，需要按 10 次，通过示波器可以观察测试模式输出的码型。下图是连接示意图，用 SMP-SMP 电缆把时钟信号连接到 lane0，同时要把时钟双向小开关切换到 SMP 输出端。

下面是解释使用一致性测试夹具 CLB（Compliance Load Boad)产生测试码型的原理。

五、使用 InfiniiSim 工具嵌入封装参数因为 PCIe 3.0 Tx 的测试包括传输通道和封装，需要把接收芯片的封装影响嵌入到信号里，通过 InfiniiSim 工具可以做这件事情。InfiniiSim 是一个嵌入和去嵌入工具，可以嵌入传输线或封装的影响，或把传输线或封装的影响去掉。但是，需要使用测试手段或仿真手段提取传输线或封装的 S 参数。下图是 InfiniiSim 工具界面，选择嵌入夹具或电缆的影响，导入 S 参数文件。 PCIe 3.0 接收芯片封装的 S 参数可以转换成图形的方式显示出来，可以显示频响曲线，可以显示时域阶跃响应曲线。

六、使用 Sigtest 软件进行波形参数分析，并生产测试报告，判断结果嵌入封装影响后，用示波器采集封装影响后的波形文件（数据信号），直接采集时钟信号，分别存储成独立的文件（一个时钟信号文件，一个数据信号文件），未来提高存储速度，建议存为.bin 或.wfm 等二进制格式的文件。然后，把文件导入到 SigTest 分析工具里进行后分析处理，如下图所示：  数据类型（Data Type)选择：Dual Port Differential。  输入正确的采样间隔（50GSa/s 采样率对应为 20ps, 40GSa/s 采样率对应为 25ps）。  选择正确的模板文件：PCIE_3_8GB_DUAL_PORT_MULTI_CTLE_DFE. 运行 SigTest 软件后，测试结果和生成测试的报告如下图所示。从报告中可以看出测试结果是 Pass 还是 Fail,以及具体参数的测试结果。

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