PCIe 5.0基礎(chǔ)規(guī)范v1.0在2019年年中發(fā)布以后,Synopsys發(fā)布了世界上第一款支持PCIe 5.0 基礎(chǔ)規(guī)范v1.0的IP,并展示了在其實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證Tx/Rx性能的環(huán)境【1】,Intel也在2019年P(guān)CI-SIG開發(fā)者大會(huì)上發(fā)表的文章展示了基于10nm工藝的PCIe 5.0 32GT/s SerDes分析與驗(yàn)證的場(chǎng)景【2】,在10月份,Synopsys與Intel聯(lián)合展示了Synopsys的DesignWare PCIe 5.0 IP與Intel下一代XEON處理器的進(jìn)行完整的系統(tǒng)互操作實(shí)驗(yàn)【3】。
今年雖然遭遇了疫情,但PCI-SIG依然有條不紊的制定PCIe 5.0 CEM 規(guī)范和測(cè)試規(guī)范,PCI-SIG下屬工作組包括CEM工作組 和SEG工作組展開了非常多的線上技術(shù)討論,并組織了虛擬的workshop和開發(fā)者大會(huì)。陸續(xù)更新了PCIe 5.0 CEM 0.7/0.9版本規(guī)范【4】,在今年10月,更新了PCIe 5.0 PHY Test Spec 0. 5版本【5】。這些版本的發(fā)布,意味著PCIe 5.0系統(tǒng)規(guī)范和測(cè)試規(guī)范已經(jīng)進(jìn)入到最后完善及步入驗(yàn)證實(shí)施的階段。
圖1 PCIE5.0規(guī)范進(jìn)程
另外,按照去年P(guān)CI-SIG發(fā)布的路線圖,基于兩年一次規(guī)范版本升級(jí)、速率翻番的計(jì)劃,2021年協(xié)會(huì)將發(fā)布基于PAM-4技術(shù)的PCIe 6.0規(guī)范,目前協(xié)會(huì)也在開展PCIe 6.0 基礎(chǔ)規(guī)范的開發(fā),最近協(xié)會(huì)發(fā)布了PCIe 6.0基礎(chǔ)規(guī)范發(fā)布了0.7版本【6】,供協(xié)會(huì)會(huì)員審核與討論。
圖2 PCIE6.0規(guī)范箭在弦上
為了推動(dòng)PCIe 5.0測(cè)試規(guī)范的完善、芯片與系統(tǒng)廠商的早期驗(yàn)證及驗(yàn)證測(cè)試儀器廠商的測(cè)試方案,PCI-SIG計(jì)劃在2021年2月底舉行PCIe 5.0 (32GT/s only) 初步的FYI 測(cè)試活動(dòng),測(cè)試內(nèi)容包括LEQ, TX/PLL, Link Transaction and Configuration測(cè)試,也會(huì)對(duì)PCIe 5.0 CEM測(cè)試夾具進(jìn)行驗(yàn)證?,F(xiàn)在協(xié)會(huì)已經(jīng)發(fā)出邀請(qǐng)接受相關(guān)報(bào)名。
本文主要的目的是梳理目前PCIe 5.0的關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)展脈絡(luò)和測(cè)試方法思路。因?yàn)闇y(cè)試規(guī)范還沒有定稿,有些內(nèi)容在協(xié)會(huì)還處于討論階段,未來還會(huì)繼續(xù)優(yōu)化和改進(jìn),請(qǐng)大家關(guān)注PCI-SIG后續(xù)的會(huì)議及其發(fā)布的文件規(guī)范。作為PCI-SIG董事會(huì)成員中唯一測(cè)試測(cè)量方案供應(yīng)商,我們也歡迎行業(yè)內(nèi)各位專家與Keysight進(jìn)一步深入交流與合作。
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PCIe?5.0 CEM 規(guī)范和測(cè)試規(guī)范的更新
鏈路損耗總體規(guī)劃和分配
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包括CPU和AIC 芯片封裝在內(nèi)的端到端總鏈路損耗- 36dB @ 16GHz,對(duì)于由兩個(gè)連接器如通過Riser卡轉(zhuǎn)接的方式需要考慮總體損耗裕量,通常要在鏈路中加入Re-timer芯片。在最近的規(guī)范中明確了插卡AIC總的損耗,不論是發(fā)射路徑或者接收路徑,包括從金手指邊緣經(jīng)過PCB,過孔,隔值電容,芯片封裝等,總損耗不能超過-9.5 dB @16GHz。PCIe 5.0金手指插槽采用SMT的插座,損耗不能超過-1.5 dB@16GHz。另外CPU封裝典型損耗-8.5dB,AIC芯片封裝損耗-4.2dB。理解PCIe 5.0的鏈路損耗,對(duì)于Tx/Rx測(cè)試所需要搭建的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就會(huì)有更清楚的認(rèn)識(shí)。
圖3 PCIE5.0 CEM規(guī)范定義的鏈路裕量分配
Tx測(cè)試的指標(biāo)要求與測(cè)試方法
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1.?PCIe 5.0的CEM中定義了系統(tǒng)主板和AIC卡的Tx眼圖指標(biāo)如下:
圖4 PCIE5.0 CEM規(guī)范TX端眼圖指標(biāo)
Tx測(cè)試是基于上述的系統(tǒng)鏈路分配的組網(wǎng)環(huán)境下完成的,包括測(cè)試通道以及對(duì)端芯片封裝模型,具體測(cè)試組網(wǎng)將在下面的第3點(diǎn)詳細(xì)說明。另外,在做眼圖的信號(hào)參數(shù)計(jì)算時(shí),需要經(jīng)過PCIe 5.0基礎(chǔ)規(guī)范里定義CDR和接收均衡器 (CTLE+DFE) 模型,如下圖所示。
圖5 PCIE5.0 CDR和均衡模型
目前官方已經(jīng)發(fā)布了初步的PCIe 5.0軟件工具Sigtest Phoenix 5.0.10 Beta版本,支持基礎(chǔ)規(guī)范和CEM規(guī)范的大部分校準(zhǔn)和測(cè)試場(chǎng)景,相信后續(xù)還會(huì)逐步完善。
2.?對(duì)系統(tǒng)主板的測(cè)試,PCIe 5.0 32 GT/s不再使用Dual Port 測(cè)試方法,也就是說,測(cè)試Tx時(shí)只需要將測(cè)試Data Lane的差分信號(hào)接到示波器,不需要同時(shí)捕獲差分時(shí)鐘信號(hào)。但有一點(diǎn)需要明確的是,在16 GT/s及以下速率依舊采用Dual Port測(cè)試方式,對(duì)于16 GT/s的測(cè)試采用同軸電纜連接的方式,仍然需要4通道同時(shí)打開時(shí)示波器維持25GHz帶寬。下圖展示了PCIe 5.0 32GT/s系統(tǒng)主板和AIC的測(cè)試組網(wǎng)方法。
圖6 ?PCIE5.0 CEM TX測(cè)試示意圖
3.自PCIe 4.0開始,CEM夾具里引入了可變ISI板夾具,這個(gè)夾具上設(shè)計(jì)了以接近0.5 dB損耗步進(jìn)的若干差分走線對(duì),在Tx/Rx測(cè)試之前,需要使用網(wǎng)絡(luò)分析儀VNA標(biāo)定和選取合適的走線對(duì),構(gòu)建規(guī)范要求的總鏈路損耗目標(biāo)。如上圖所示Tx測(cè)試時(shí)級(jí)聯(lián)經(jīng)過標(biāo)定的ISI走線對(duì),以及示波器嵌入對(duì)端芯片封裝損耗。
有一點(diǎn)變化的是,對(duì)于PCIe 5.0 Tx測(cè)試,協(xié)會(huì)會(huì)也在考慮使用S參數(shù)嵌入的方式,取代可變ISI板,將上述的Tx測(cè)試組網(wǎng)簡(jiǎn)化為下面的測(cè)試組網(wǎng)圖,在示波器內(nèi)嵌入除了夾具和測(cè)試電纜外的鏈路損耗S參數(shù):
圖7 采用軟件嵌入S參數(shù)方法簡(jiǎn)化的CEM TX測(cè)試組網(wǎng)圖
在PCIe 5.0 PHY Test Spec v0.5中,對(duì)Tx測(cè)試已經(jīng)按這種嵌入S參數(shù)的方式要求,但這種方式與硬件ISI夾具連接的方式對(duì)測(cè)量結(jié)果的一致性如何?PCI-SIG協(xié)會(huì)計(jì)劃在我前面提到的明年P(guān)CIe 5.0初步workshop中進(jìn)行驗(yàn)證和比對(duì)。需要注意,用S參數(shù)取代走線的方法這只適用于Tx測(cè)試,Rx測(cè)試仍然需要使用實(shí)際的可變ISI夾具板。
4.?在PCIe 4.0之前規(guī)范采用Dual Port的測(cè)試方法,基于系統(tǒng)主板的Common Clock架構(gòu),對(duì)系統(tǒng)發(fā)射端包括參考時(shí)鐘在內(nèi)的特性進(jìn)行評(píng)估,但PCIe 5.0取消了Dual Port的測(cè)試方法,只測(cè)試Tx信號(hào)鏈路特性,這對(duì)于提供參考時(shí)鐘架構(gòu)下的主板和AIC互操作可能存在一定風(fēng)險(xiǎn),所以從PCIe 5.0開始,對(duì)系統(tǒng)主板的參考時(shí)鐘有專門的測(cè)試要求,我們會(huì)在參考時(shí)鐘章節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步闡述。
PCIe 5.0 CEM 測(cè)試夾具更新
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下圖是PCIe 5.0 CEM測(cè)試夾具的實(shí)物圖,CEM夾具和Base Spec夾具一樣適用了MMPX同軸接頭,采用低損耗板材,目前CEM夾具處于小批量狀態(tài),在明年初的workshop上,將會(huì)和儀器廠商進(jìn)行相關(guān)性的驗(yàn)證。
圖8 PCIE5.0 夾具
夾具套件中包含了CBB,CLB和可變ISI板,及若干MMPX短線。需要使用頻率范圍至少20GHz的VNA,測(cè)量在PCIe 5.0 32GT/s的奈奎斯特頻率點(diǎn)16GHz下,電纜、夾具PCB、接頭、CEM插槽等損耗,選取Tx和Rx測(cè)試目標(biāo)損耗所需要的ISI走線對(duì),總體測(cè)量和標(biāo)定方法與PCIe 4.0類似,如下所示,用Keysight PNA-X系列VNA測(cè)量完整通道組網(wǎng)損耗的測(cè)試實(shí)物圖,及標(biāo)定夾具流程圖。
圖9 PCIE4.0/5.0完整測(cè)試組網(wǎng)鏈路損耗驗(yàn)證示意和流程圖
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PCIe 5.0 CEM Tx測(cè)試的幾個(gè)問題
CEM Tx測(cè)試帶寬和采樣率的要求
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在PCIe 5.0 PHY Test Spec中,對(duì)于AIC或者系統(tǒng)主板Tx 信號(hào)質(zhì)量一致性測(cè)試,要求示波器的帶寬設(shè)置為33GHz,采樣率至少達(dá)到128 GSa/s,如果示波器硬件采樣率達(dá)不到這個(gè)要求,允許使用Sin(x)/x內(nèi)插,但至多允許加入一個(gè)內(nèi)插點(diǎn),也就是最多是原始采樣率的兩倍,保證每個(gè)UI至少有4個(gè)采樣點(diǎn)。
關(guān)于CEM Tx測(cè)試帶寬問題的理解,由于在系統(tǒng)級(jí)的測(cè)試,考慮到CEM端到端的鏈路損耗達(dá)到-36 dB@16GHz,原始信號(hào)(下圖綠色頻域譜線)經(jīng)過傳輸測(cè)試通道的低通特性后,信號(hào)中的高頻成分被相當(dāng)程度的抑制(-36dB @ 16GHz),由于示波器本身的動(dòng)態(tài)范圍的限制,高頻成分會(huì)淹沒在儀器本身的噪聲中,對(duì)信號(hào)均衡和重建來說,低信噪比的高頻成分并不會(huì)提升信號(hào)本身的計(jì)算精度,協(xié)會(huì)要求的33GHz帶寬是一個(gè)合理的選擇。但從另外一個(gè)角度來看,提升示波器的ADC分辨率并降低儀器本底噪聲是提升測(cè)量精度的不二選擇。
圖10??PCIE5.0 CEM?TX測(cè)試帶寬
還需要注意兩點(diǎn):
1.?上述要求針對(duì)的是Tx的信號(hào)質(zhì)量測(cè)試的示波器帶寬選擇,對(duì)于Tx Link EQ與上述的要求一致,同樣是33GHz帶寬,128GSa/s采樣率。但有一點(diǎn)需要注意,Tx Link EQ的測(cè)試組網(wǎng)中,BERT誤碼儀輸出的差分信號(hào),以及DUT環(huán)回的差分信號(hào),分別通過同軸分路連接的方式連接到示波器的4路通道,進(jìn)行激勵(lì)響應(yīng)測(cè)試,也就是說示波器在4通道同時(shí)工作時(shí)要滿足33GHz帶寬要求。
2.?PCIe 5.0測(cè)試在做Rx校準(zhǔn)時(shí),示波器帶寬至少需要50GHz。
圖11 PCIE5.0 TX LinkEQ測(cè)試組網(wǎng)示意圖
另外補(bǔ)充一點(diǎn):PHY Test Spec定義的是對(duì)系統(tǒng)級(jí)別的測(cè)試要求,對(duì)于PCIe 5.0的芯片測(cè)試,要遵循PCIe 5.0 Base Spec,要求的示波器帶寬50 GHz。
測(cè)量精度的影響因素
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前面講到,由于信號(hào)經(jīng)過鏈路衰減,以及示波器本身的動(dòng)態(tài)范圍的影響,在Tx測(cè)試時(shí)規(guī)范要求了折衷的33GHz。在這種測(cè)量鏈路環(huán)境下,測(cè)試儀器本身和測(cè)試方法對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響是不可忽略的,下面我們來分析一下,哪些因素會(huì)影響到信號(hào)的測(cè)量精度。示波器內(nèi)的信號(hào)采集鏈如下圖所示:
圖12 示波器前端信號(hào)采集鏈路
信號(hào)進(jìn)入示波器后,經(jīng)過模擬前端包括衰減器、放大器、采樣器,再進(jìn)入到ADC,示波器中所使用的半導(dǎo)體工藝、封裝設(shè)計(jì)、互連設(shè)計(jì),ADC的垂直有效位數(shù)等的差異,會(huì)導(dǎo)致信噪比會(huì)存在差距。所以,降低儀器底噪、提升ADC的位數(shù)會(huì)為提升測(cè)量精度帶來非常大的幫助,在足夠采樣率的條件下,這些性能超過了采用更高采樣率對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
另外從測(cè)量方法上來說,垂直刻度的設(shè)定會(huì)影響到測(cè)量的信噪比,測(cè)量時(shí)有一點(diǎn)比較重要的是,要優(yōu)化垂直刻度,讓信號(hào)盡量充滿垂直滿量程,這樣會(huì)達(dá)到最佳的測(cè)量信噪比。在Keysight提交給協(xié)會(huì)的測(cè)試數(shù)據(jù)也驗(yàn)證了這樣的觀點(diǎn),從下表中可以看到,在相同的測(cè)試條件下:使用M8040A誤碼儀,加入一定的壓力,經(jīng)過PCIe 5.0 Base夾具構(gòu)建的36dB的損耗,設(shè)置相同的Preset P9,使用相同的接收CTLE DC Gain 10dB,示波器都優(yōu)化調(diào)整了垂直刻度。
基于InP HB2C工藝MMIC前端、多芯片三維封裝互連和10bit ADC UXR系列示波器在PCIe 5.0的基于1e-12條件下的眼高、眼寬、TJ等結(jié)果有明顯更高的裕量。
表1 不同采樣率測(cè)試結(jié)果對(duì)比
以33GHz帶寬的UXR示波器為例,在相同垂直滿量程的條件下,UXR的底噪指標(biāo)是同行33GHz帶寬示波器的一半水平。
圖13 ?不同型號(hào)示波器底噪對(duì)比
PCIe 5.0 參考時(shí)鐘抖動(dòng)測(cè)試
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如前文所述,PCIe 5.0取消了系統(tǒng)主板Dual Port測(cè)試模式,但專門定義了參考時(shí)鐘的測(cè)試內(nèi)容。
PCIe 4.0及之前的規(guī)范,參考時(shí)鐘的抖動(dòng)要求只在基礎(chǔ)規(guī)范里有所體現(xiàn),我們先來回顧一下在基礎(chǔ)規(guī)范中對(duì)參考時(shí)鐘抖動(dòng)的要求,基于共同時(shí)鐘架構(gòu)中Tx/Rx PLL及CDR的傳遞函數(shù)組合下,32 GT/s的參考時(shí)鐘抖動(dòng)小于或等于150 fs RMS,考慮到系統(tǒng)互連引入的噪聲,這個(gè)指標(biāo)放寬到250 fs RMS,但測(cè)試組網(wǎng)不同以往,32GT/s的參考時(shí)鐘需要通過50ohm端接的方式直接測(cè)量,也取消了之前定義的參考通道,這樣做主要是為了提升信噪比提高測(cè)量精度。
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圖14 Base Spec PCIe 5.0 REF CLK測(cè)試說明
在系統(tǒng)級(jí)的PCIe 5.0 PHY Test Spec v0.5版本已經(jīng)列入了參考時(shí)鐘抖動(dòng)的測(cè)試內(nèi)容,將CLB邊緣SMP接口的時(shí)鐘信號(hào)直接通過同軸電纜接入示波器,示波器帶寬至少5GHz,這部分內(nèi)容大家可以關(guān)注后續(xù)更新,目前抖動(dòng)參數(shù)的范圍和抖動(dòng)測(cè)試工具還處于TBD的狀態(tài)。
越來越高的參考時(shí)鐘抖動(dòng)要求對(duì)測(cè)量工具的觸發(fā)抖動(dòng)和本底抖動(dòng)即通道間的固有抖動(dòng)(差分測(cè)量需考慮通道間固有抖動(dòng))等指標(biāo)都提出了越來越高的要求和挑戰(zhàn)。
10月底,Intel提交了參考時(shí)鐘初步建議,其中Rj的數(shù)值建議為200 fs,從測(cè)試的角度來看,由于規(guī)范要求的指標(biāo)范圍非??量?,雖然測(cè)試算法中會(huì)加入多組傳遞函數(shù)濾波器,但儀器自身的固有抖動(dòng)如果太大,可能還是會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的裕度造成影響。在最近一次的PCI-SIG SEG工作組的會(huì)議中討論了相關(guān)的內(nèi)容,后續(xù)會(huì)有進(jìn)一步更新,包括Clock Jitter Tool,大家可以關(guān)注規(guī)范后續(xù)的進(jìn)展。
圖15 REF CLK測(cè)試示意圖
另外, Intel已經(jīng)向其OEM/ODM發(fā)布了Intel Clock Jitter Analysis Tool可以進(jìn)行PCIe 5.0參考時(shí)鐘抖動(dòng)測(cè)試,其中有一些很有特色的功能比如示波器底噪去嵌,Midbus探測(cè),自動(dòng)帶寬限制等功能。Keysight示波器內(nèi)的D9050PCIC一致性測(cè)試工具也包含了PCIe參考時(shí)鐘抖動(dòng)分析工具,Keysight示波器內(nèi)的相噪分析選件D9020JITA使用了相噪分析儀E5052B的經(jīng)典互相關(guān)算法,基于UXR系列示波器可以進(jìn)行精確的參考時(shí)鐘相噪測(cè)量。
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PCIe 5.0 Rx測(cè)試
首先我們先來看一下5.0的校準(zhǔn):校準(zhǔn)分為兩個(gè)測(cè)試點(diǎn),如下圖所示,分別是在TP3點(diǎn)也就是BERT輸出經(jīng)過電纜連接到示波器,分別校準(zhǔn)信號(hào)幅度800mV/720mV,TxEQ,Rj,Sj,第二個(gè)部分是從TP3繼續(xù)延伸經(jīng)過可變ISI板及CBB和CLB后的TP2點(diǎn),示波器內(nèi)嵌入芯片封裝S參數(shù),以及經(jīng)過參考CDR和均衡器后TP2P的壓力眼圖校準(zhǔn),TP2P校準(zhǔn)的目標(biāo)值分別為EH 15+/-1.5mV, EW 9.375+/-0.5ps。
圖16 PCIE5.0 RX測(cè)試校準(zhǔn)點(diǎn)示意圖
需要注意的是32 GT/s的Rx校準(zhǔn)要求示波器帶寬設(shè)置為50 GHz,采樣率大于或等于128 GSa/s,并且由于TP3點(diǎn)的校準(zhǔn)電壓為差分800mV,50 GHz帶寬示波器通道的輸入電壓要滿足這個(gè)幅度測(cè)量量程,如果加入外部衰減器,因?yàn)門P2P點(diǎn)校準(zhǔn)要經(jīng)過最大loss達(dá)到37dB的損耗,在加入外部衰減器的情況下,信噪比再度惡化會(huì)造成校準(zhǔn)精度的惡化。
完整的通道選取校準(zhǔn)要從最大的包括封裝損耗的-37dB開始(PCIe4.0 PHY Test Spec v1.01標(biāo)準(zhǔn)也要求從最大-30dB開始),搜尋Preset和CTLE組合,找到最大的EH*EW 眼面積,然后掃描Sj和DMI,以及可以調(diào)整Vswing,計(jì)算EH和EW是否落在EH 15+/-1.5mV, EW 9.375+/-0.5ps范圍,如果不滿足,就步進(jìn)減小ISI pair,重復(fù)上述過程,注意每一步都要掃描Preset和CTLE組合,直到找到這個(gè)ISI pair,最小可用的ISI 損耗是-34dB。下圖是系統(tǒng)主板和AIC的完整通道校準(zhǔn)組網(wǎng)。如果不能完全遵守規(guī)范的要求,可能導(dǎo)致加壓SJ/DMSI等達(dá)不到規(guī)范的要求,就無法真實(shí)反映DUT的Rx性能。
圖17 ?PCIE5.0 RX測(cè)試校準(zhǔn)組網(wǎng)圖
下圖是系統(tǒng)主板Rx LEQ測(cè)試組網(wǎng)圖
圖18 SYS Board RX LEQ測(cè)試組網(wǎng)圖
Rx LEQ測(cè)試是評(píng)價(jià)被測(cè)件Rx對(duì)壓力信號(hào)的容忍性能,反映的是Rx端對(duì)抖動(dòng)跟蹤能力和對(duì)惡化信號(hào)的均衡能力,以誤碼率來評(píng)價(jià)。
測(cè)試要盡量避免在環(huán)回路徑引入誤碼,由于服務(wù)器主板32 GT/s環(huán)回信號(hào)損耗較大,在環(huán)回測(cè)試時(shí),信號(hào)經(jīng)過CLB直接接入BERT ED,不加額外ISI板,可以訓(xùn)練DUT目標(biāo)TxEQ值,使環(huán)回信號(hào)Tx質(zhì)量調(diào)優(yōu),SEG工作組也有討論允許在信號(hào)環(huán)回接到BERT的路徑上加入外部repeater,PCIe 5.0 Rx測(cè)試的BERT M8040A的ED自帶內(nèi)部均衡器,也可以級(jí)聯(lián)外部均衡器M8047A,避免由于環(huán)回信號(hào)衰減引入的額外誤碼。下面的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景模擬了在環(huán)回路徑損耗包括電纜損耗超過30dB的環(huán)回通道下,M8040A誤碼儀接收測(cè)試做到0誤碼。
圖19 ?M8040A RX LEQ環(huán)回驗(yàn)證實(shí)測(cè)圖
小結(jié)
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最后做一個(gè)總結(jié),下圖是Keysight 針對(duì)PCIe 5.0/6.0的完整測(cè)試方案,Keysight可以完整提供從建模、仿真、互連參數(shù)表征、Tx、PLL和Rx測(cè)試解決方案。
明年即將發(fā)布的PCIe 6.0標(biāo)準(zhǔn)將采用PAM-4技術(shù),現(xiàn)有的方案硬件已經(jīng)就緒,PAM-4信號(hào)天然的信噪比要比NRZ信號(hào)惡化9.6dB,它對(duì)噪聲更加敏感,對(duì)測(cè)量?jī)x器來說,如前所述基于10bit ADC的和擁有業(yè)內(nèi)最低底噪水平的UXR示波器能更好的應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn);M8040A誤碼儀的碼型發(fā)生器PG和誤碼檢測(cè)器ED硬件支持NRZ和PAM-4,支持PCIe 5.0的鏈路協(xié)商,無需更換硬件或多種硬件模塊冗余。
圖20 ?Keysight PCIE5.0/6.0全面的仿真和物理層測(cè)試方案
小貼士
01
PCIE5.0發(fā)送端測(cè)試到底需要多少帶寬?
a) | 針對(duì)芯片測(cè)試,需遵循Base?Spec,因此規(guī)范指明需要50GHz以上帶寬示波器。 |
b) |
針對(duì)CEM測(cè)試,如果不考慮RX測(cè)試校準(zhǔn)的情況下,33GHz帶寬即可。 如果需要考慮RX測(cè)試校準(zhǔn),那么依然推薦采用50GHz示波器,以便對(duì)BERT PG輸出信號(hào)進(jìn)行足夠精度的校準(zhǔn)。 另外考慮到PCIE5.0向下兼容的需求,針對(duì)SYS_Board的PCIE4.0測(cè)試,依然需要采取Dual?Port辦法,因此推薦采用4通道25GHz以上帶寬示波器。當(dāng)然采用差分探頭放大器配合高帶寬SMA前端也是一種折衷。 |
c) | 針對(duì)Ref?CLK測(cè)試,推薦采用5GHz以上帶寬示波器,隨著指標(biāo)越來越嚴(yán)苛,對(duì)示波器本身的觸發(fā)抖動(dòng)和固有本底抖動(dòng)及通道間固有抖動(dòng)等指標(biāo)要求越來越高。 |
d) | 隨著信號(hào)速率持續(xù)推高,TX LEQ未來將日益成為TX測(cè)試中除了信號(hào)質(zhì)量外的必測(cè)項(xiàng)目。PCIE4.0 TX LEQ測(cè)試需要4通道25GHz以上示波器,PCIE5.0 TX LEQ則需要4通道33GHz以上示波器。 |
02
PCIE5.0鏈路測(cè)試推薦用什么型號(hào)的網(wǎng)絡(luò)分析儀?
針對(duì)鏈路測(cè)試,規(guī)范定義總損耗要求在36dB@16GHz。
因此針對(duì)系統(tǒng)級(jí)研發(fā)和測(cè)試要求,充分考慮性價(jià)比的情況下,一般E5080B即可滿足要求,產(chǎn)品信息和指標(biāo)可以參考:
https://www.keysight.com/zh-CN/pdx-2990281-pn-E5080B/ena-vector-network-analyzer?nid=-32496.1267192&cc=CN&lc=chi
相關(guān)具體配置可以聯(lián)系是德科技相關(guān)窗口。
針對(duì)芯片級(jí)研發(fā),考慮到更高性能要求,PNA系列是更佳選擇。
03
PCIE5.0 RX測(cè)試推薦什么型號(hào)的誤碼儀?
考慮到PCIE5.0及6.0以及向下兼容PCIE3.0/4.0?RX測(cè)試,當(dāng)前推薦M8040A誤碼儀系統(tǒng)。M8040A誤碼儀系統(tǒng)當(dāng)前不僅在業(yè)界的上游IP和頂層芯片玩家的PCIE5.0/6.0早期研發(fā)項(xiàng)目上得到廣泛應(yīng)用,在廣大系統(tǒng)級(jí)客戶也已經(jīng)在PCIE4.0/3.0系統(tǒng)上得到廣泛應(yīng)用。M8040A誤碼儀系統(tǒng)甚至還能向下兼容支持PCIE2.0/1.1測(cè)試,并支持U.2/M.2接口測(cè)試。
參考文獻(xiàn):
【1】https://www.synopsys.com/designware-ip/videos/pci-express.html?playlistVideoId=5997531321001
【2】https://members.pcisig.com/wg/PCI-SIG/document/13106
【3】https://www.design-reuse.com/news/48818/synopsys-pci-express-5-0-ip-interoperability-intel-s-xeon-scalable-processor.html
【4】https://members.pcisig.com/wg/PCI-SIG-WG_Members/document/14570
【5】https://members.pcisig.com/wg/PCI-SIG-WG_Members/document/14966
【6】https://members.pcisig.com/wg/PCI-SIG/document/folder/506
編輯:黃飛
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評(píng)論
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