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。pcie接口定义及知识解析；陕西PCI-E测试协议测试方法
如前所述，在PCle4.0的主板和插卡测试中，PCB、接插件等传输通道的影响是通过测 试夹具进行模拟并且需要慎重选择ISI板上的测试通道，而对端接收芯片封装对信号的影 响是通过软件的S参数嵌入进行模拟的。测试过程中需要用示波器软件或者PCI-SIG提 供的测试软件把这个S参数文件的影响加到被测波形上。
PCIe4.0信号质量分析可以采用两种方法： 一种是使用PCI-SIG提供的Sigtest软件 做手动分析，另一种是使用示波器厂商提供的软件进行自动测试。 陕西PCI-E测试协议测试方法PCI-e 3.0简介及信号和协议测试方法；
这个软件以图形化的界面指导用户完 成设置、连接和测试过程，除了可以自动进行示波器测量参数设置以及生成报告外，还提供 了Swing、Common Mode等更多测试项目，提高了测试的效率和覆盖率。自动测试软件使 用的是与SigTest软件完全一样的分析算法，从而可以保证分析结果的一致性。图4.15是 PCIe4.0自动测试软件的设置界面。
主板和插卡的测试项目针对的是系统设备厂商，需要使用PCI-SIG的测试夹具测 试，遵循的是CEM的规范。而对于设计PCIe芯片的厂商来说，其芯片本身的性能首先要 满足的是Base的规范，并且需要自己设计针对芯片的测试板。16是一个典型的PCIe 芯片的测试板，测试板上需要通过扇出通道(Breakout Channel)把被测信号引出并转换成 同轴接口直接连接测试仪器。扇出通道的典型长度小于6英寸，对于16Gbps信号的插损 控制在4dB以内。为了测试中可以对扇出通道的影响进行评估或者去嵌入，测试板上还应 设计和扇出通道叠层设计、布线方式尽量一致的复制通道(Replica Channel),复制通道和扇 出通道的区别是两端都设计成同轴连接方式，这样可以通过对复制通道直接进行测试 推测扇出通道的特性。
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、8GbpsPCI-e的软件编程接口;
在测试通道数方面，传统上PCIe的主板测试采用了双口(Dual-Port)测试方法，即需要 把被测的一条通道和参考时钟RefClk同时接入示波器测试。由于测试通道和RefClk都是 差分通道，所以在用电缆直接连接测试时需要用到4个示波器通道(虽然理论上也可以用2个 差分探头实现连接，但是由于会引入额外的噪声，所以直接电缆连接是常用的方法),这种 方法的优点是可以比较方便地计算数据通道相对于RefClk的抖动。但在PCIe5.0中，对于 主板的测试也采用了类似于插卡测试的单口(Single-Port)方法，即只把被测数据通道接入 示波器测试，这样信号质量测试中只需要占用2个示波器通道。图4.23分别是PCIe5.0主 板和插卡信号质量测试组网图，芯片封装和一部分PCB走线造成的损耗都是通过PCI-SIG为什么PCI-E3.0开始重视接收端的容限测试？机械PCI-E测试USB测试
PCI-e硬件科普:PCI-e到底是什么?陕西PCI-E测试协议测试方法
简单总结一下，PCIe4.0和PCIe3.0在物理层技术上的相同点和不同点有：(1)PCIe4.0的数据速率提高到了16Gbps,并向下兼容前代速率；(2)都采用128b/130b数据编码方式；(3)发送端都采用3阶预加重和11种Preset;(4)接收端都有CTLE和DFE的均衡；(5)PCIe3.0是1抽头DFE,PCIe4.0是2抽头DFE;(6)PCIe4.0接收芯片的LaneMargin功能为强制要求(7)PCIe4.0的链路长度缩减到12英寸，多1个连接器，更长链路需要Retimer;(8)为了支持应对链路损耗以及不同链路的情况，新开发的PCle3.0芯片和全部PCIe4.0芯片都需要支持动态链路协商功能；陕西PCI-E测试协议测试方法
