PCI Express發(fā)射器一致性/調試解決方案

PCI-SIG 6.0規(guī)范引入了PAM4信號，旨在在保持NRZ信號向后兼容的同時實現(xiàn)64GT/s。多級（PAM4）方法為采用者和驗證團隊帶來了新的信號完整性挑戰(zhàn)。Tektronix的PCI Express 6.0軟件通過自動化測試來減少這種新復雜性，確保測量的準確性和可重復性。

Tektronix的PCE6 (Gen6)選項、PCE5 (Gen5)選項、PCE4 (Gen4)選項和PCE3 (Gen 1/2/3)選項應用程序為PCI Express發(fā)射機和參考時鐘符合性測試以及根據PCI-SIG?規(guī)范進行PCI Express設備調試和驗證提供了全面的解決方案。

應用領域

Tektronix為在基礎（硅片）和系統(tǒng)級別上驗證和符合PCI Express發(fā)射機提供了全面的解決方案，包括支持CEM、U.2和M.2接口。使用PCI Express物理層的多種協(xié)議（包括NVMe和CXL）可以利用TekExpress軟件解決方案下的發(fā)射機和參考時鐘自動化功能。

TekExpress PCIe測試選擇的符合性測試分析

Tektronix的PCE3 (Gen1/2/3)選項、PCE4 (Gen4)選項和PCE5 (Gen5)選項包括以下的符合性和調試測試以及電氣驗證：

• Root Complex Tx抖動和電壓
• Endpoint Tx抖動和電壓
• 開關
• 橋接器
• 插入卡
• 系統(tǒng)板
• 嵌入式系統(tǒng)
• Express模塊

在PCIe Gen 1和Gen 2中，偏斜測量需要特別注意一致性碼型（如K28.5，D21.5）并確保每條lane的測試以相同的碼型起點進行。

Tektronix PCE6 (Gen6)選項包括以下信號質量測量：

• 單位間隔（Unit Interval）
• V-TX-DIFF-PP
• V-TX-EIEOS-FS
• T-TX-UTJ
• T-TX-UDJDD
• T-TX-RJ
• RLM-TX
• SNDR
• PS21 TX
• V-TX-BOOST
• T-TX-UPW-TJ
• T-TX-UPW-DJDD
• V-TX-AC-CM-PP
• V-TX-AC-CM-PP-Filtered

PCIe Gen6對于每個預設值有兩個Preshoot值和一個de-embeded值，這使得預設測試算法更加復雜。Tektronix PCE6還配備了Tektronix預設測試工具，可以由TekExpress或手動使用。

Tektronix預設測試工具

TekExpress符合性自動化現(xiàn)已可用于PCIe Gen 1-3 CEM和Gen 3基礎測試通過PCE3選項，Gen4 CEM和Gen4基礎測試通過PCE4選項，以及Gen5 CEM和Gen5基礎測試通過PCE5選項。

PCE3、PCE4和PCE5選項應用程序與Tektronix DPO/MSO70000系列示波器兼容，設計用于應對下一代串行數據標準（如PCI Express）的挑戰(zhàn)。這些示波器提供了領先的垂直噪聲性能和平坦的頻率響應。Tektronix DPO/MSO70000系列示波器已獲得PCI-SIG的符合性測試批準。

TekExpress示波器采集設置

符合性測試

PCI-SIG提供了用于測試PCI Express系統(tǒng)和附加卡的符合性測試。為了將PCI Express系統(tǒng)或設備列入集成列表，該系統(tǒng)或設備必須通過互操作性和符合性測試。對于電氣驗證，PCI-SIG使用SigTest后捕獲分析軟件，該軟件使用連接到PCI-SIG的CBB（主板+插接板）測試夾具的示波器捕獲的波形來分析附加卡，或使用CLB測試夾具分析系統(tǒng)。手動捕獲所需的波形并進行分析是繁瑣且耗時的，容易出錯。

Tektronix的PCE3、PCE4和PCE5選項中的TekExpress自動化用于PCI Express發(fā)射機符合性測試，減少了測試的工作量，并通過多項獨特和創(chuàng)新功能加快了符合性測試的速度。這些選項最終允許測試支持多種技術的設備，如支持NVMe的附加卡設備，或通過U.2或M.2連接器進行測試。

Tektronix的PCE3、PCE4和PCE5選項中的TekExpress自動化軟件可以通過選擇特定型號的Tektronix AFG或AWG、GRL PCIE 3/4 控制器或NI USB6501 CBB控制器來控制DUT，自動循環(huán)通過符合性測試所需的各種速度、去加重和預設值。這消除了在CBB和CLB測試夾具上使用手動按鈕控制DUT時容易出錯的問題。

一個完整的測試運行需要在不同的DUT設置下在每個通道上獲取多個波形。需要分析的波形集會隨著通道數量的增加而增加。管理和存儲用于分析和未來參考的數據是任何符合性解決方案的重要標準。PCE3、PCE4和PCE5選項中的TekExpress自動化軟件除了調整水平和垂直設置以及采集深度以獲得最佳信號質量進行準確分析外，還提供了簡化多重獲取波形管理的功能。

該功能利用PCI-SIG的SigTest EXE分析已獲取的波形，使得分析結果與PCI-SIG工作組用于符合性測試的SigTest后捕獲分析軟件一致。PCE3、PCE4和PCE5選項中的TekExpress自動化軟件在選擇數據速率、電壓擺動、預設值和要運行的測試方面提供了靈活性。它還提供了去嵌通道和測試夾具效應的選項，能夠根據規(guī)范要求提供引腳信號的準確表示。

TekExpress使用Tektronix下一代PAM4工具PAMJET進行測量。在分析過程中，TekExpress會根據規(guī)范自動設置該工具，捕獲結果并將其報告給用戶。PAMJET還允許專家用戶配置PAMJET工具，以在非規(guī)范設置下測試DUT進行調試。PAMJET引入了信號與噪聲失真比（SNDR）測量，其測量方法已更新，以支持最新的PCI Express 6.0基礎規(guī)范。集成了儀器噪聲補償功能以提高測量的準確性。

在PAM4發(fā)射機分析中選擇測量類別

所有分析結果都編譯成PDF/HTML/CSV格式的報告，其中可以包括通過/失敗摘要、眼圖、設置配置和用戶評論。報告的內容可以自定義，以包括感興趣的信息，如附加結果和基于測試名稱/通過失敗/均衡化的自定義報告生成。

使用TekExpress進行參考時鐘測試

由于PCI-SIG標準支持的最高數據速率驅動的抖動限制減少，參考時鐘測試已經從可選變?yōu)樵S多設計中的必需。此外，由于在Gen5系統(tǒng)中取消了雙端口（數據和時鐘發(fā)射機測試），因此需要在參考時鐘上進行符合性測試。TekExpress PCIe解決方案現(xiàn)已集成了SkyWorks時鐘抖動工具，使參考時鐘測試自動化且無麻煩。一旦用戶將參考時鐘輸出連接到示波器，TekExpress PCIe軟件將獲取信號，調用SkyWorks時鐘抖動工具，并提供Gen1至Gen5的參考時鐘測試結果。Skyworks時鐘抖動工具支持儀器噪聲補償。

開關矩陣自動化

開關矩陣應用程序允許使用射頻開關配置和設置自動化的多通道測試。該解決方案允許您將多個發(fā)射機信號映射到指定的輸入，并將選定的輸入轉發(fā)到另一個繼電器或示波器通道。選項SWX-PCE支持使用Keithley和Gigatronics開關分別進行最多x12和x16通道的測試，增強了吞吐量和自動化測試速度。

開關矩陣應用程序設置

調試和驗證

如果DUT或Add-in Card的任何部分未通過符合性測試，應用程序包括一個基于DPOJET的調試和分析工具包，專門用于PCI Express接口的調試和驗證。

PCIe Gen3和Gen4引入的新抖動測量提供了針對數據依賴性抖動（DDJ）和非相關確定性抖動（UDJDD）的獨立限制。分離DDJ（可以通過發(fā)射機和接收機均衡進行補償）和UDJDD（可能由串擾和電源噪聲等效應引起）非常重要。

除了上述抖動測量外，脈沖寬度抖動（PWJ）是一個新測量，用于解決8到16 Gb/s的信道損耗增加問題。PWJ測量的目的是確保孤立比特符合最小脈沖寬度要求。所有新抖動測量都實現(xiàn)了基于基本規(guī)范的Q標度外推法。Tektronix的PCE3、PCE4和PCE5選項提供了完整的PCI Express 3.0、4.0和5.0基礎規(guī)范抖動測量集，幫助硅片設計人員驗證其硅片是否符合基礎規(guī)范要求。

此外，基礎規(guī)范要求在發(fā)射機引腳處定義。測量計算之前，必須去嵌測試通道?？梢允褂肨ektronix的SDLA64串行數據鏈路分析軟件輕松創(chuàng)建去嵌濾波器，然后將其快速輸入到PCE3和PCE4基礎規(guī)范測量設置中并保存以備將來使用。除了抖動外，PCE3和PCE4還提供了電壓、封裝損耗和發(fā)射機均衡測量。

PCE3和PCE4選項利用Tektronix SDLA64軟件的信道建模和接收機均衡功能來支持CEM測量。與其他解決方案不同，PCE3和PCE4選項提供了完整的信號可視性，展示了嵌入符合性信道后的信號以及應用接收機均衡后的信號?？梢栽O置眼圖和測量來直觀地查看信道嵌入、CTLE應用和DFE的結果。例如，在確定最佳Rx均衡設置（CTLE設置和DFE抽頭值）時，生成的眼圖和測量顯示了后處理對采集信號的影響。然后可以在波形上進行符合性測量。

TekExpress PCI Express測試報告

DPOJet PCIE3基礎規(guī)范測量套件

用于Gen6基礎測量的PAMJET

Tektronix創(chuàng)建了一個下一代PAM4工具，稱為PAMJET，用于Gen6基礎測量。該PAMJET工具可以配置測量，執(zhí)行Bessel Thompson濾波，配置Gen6時鐘恢復，配置CTLE，并報告結果。這些內置功能專為輔助Gen6基礎測試而設計。

Tektronix基于DPOJET的RefClock測量為實現(xiàn)PCI Express基礎規(guī)范Rev 1.0中描述的Gen1、Gen2、Gen3、Gen4和Gen5參考時鐘規(guī)范提供了可靠的方法。

您可以使用可編程儀器標準命令（SCPI）與TekExpress應用程序通信。TekExpress應用程序的在線幫助文檔描述了TCPIP套接字配置和TekVISA配置以執(zhí)行SCPI命令的步驟。

PCI Express解碼器

解碼并以協(xié)議感知視圖顯示PCIe數據，顯示標準中的字符和名稱，例如有序集合：SKP，電氣空閑和EIEOS。具有波形的時間相關事件表視圖允許同時快速搜索感興趣的事件。所有解碼功能都支持PCIe第1至4代。PCIe觸發(fā)器通過示波器垂直菜單下的總線設置輕松配置，并提供多種用戶可調設置。PCIe數據流與串行總線觸發(fā)和搜索集成，用于PCIe第1代和第2代，允許觸發(fā)感興趣的信息。