设备PCI-E测试高速信号传输

PCIe4.0的物理层技术PCIe标准自从推出以来，1代和2代标准已经在PC和Server上使用10多年时间，正在逐渐退出市场。出于支持更高总线数据吞吐率的目的，PCI-SIG组织分别在2010年和2017年制定了PCIe3.0和PCIe4.0规范，数据速率分别达到8Gbps和16Gbps。目前，PCIe3.0和PCle4.0已经在Server及PC上使用，PCIe5.0也在商用过程中。每一代PCIe规范更新的目的，都是要尽可能在原有PCB板材和接插件的基础上提供比前代高一倍的有效数据传输速率，同时保持和原有速率的兼容。别看这是一个简单的目的，但实现起来并不容易。PCI-E 3.0测试发送端变化；设备PCI-E测试高速信号传输

并根据不同位置处的误码率绘制出类似眼图的分布图，这个分布图与很多误码仪中眼图扫描功能的实现原理类似。虽然和示波器实 际测试到的眼图从实现原理和精度上都有一定差异，但由于内置在接收芯片内部，在实际环 境下使用和调试都比较方便。PCIe4.0规范中对于Lane Margin扫描的水平步长分辨率、 垂直步长分辨率、样点和误码数统计等都做了一些规定和要求。Synopsys公司展 示的16Gbps信号Lane Margin扫描的示例。克劳德高速数字信号测试实验室设备PCI-E测试高速信号传输PCI-E3.0定义了11种发送端的预加重设置，实际应用中应该用那个？

在2010年推出PCle3.0标准时，为了避免10Gbps的电信号传输带来的挑战，PCI-SIG  终把PCle3.0的数据传输速率定在8Gbps,并在PCle3.0及之后的标准中把8b/10b编码  更换为更有效的128b/130b编码，以提高有效的数据传输带宽。同时，为了保证数据传输  密度和直流平衡，还采用了扰码的方法，即数据传输前先和一个多项式进行异或，这样传输  链路上的数据就看起来比较有随机性，可以保证数据的直流平衡并方便接收端的时钟恢复。 扰码后的数据到了接收端会再用相同的多项式把数据恢复出来。

PCIe4.0的测试夹具和测试码型要进行PCIe的主板或者插卡信号的一致性测试(即信号电气质量测试),首先需要使用PCIe协会提供的夹具把被测信号引出。PCIe的夹具由PCI-SIG定义和销售，主要分为CBB(ComplianceBaseBoard)和CLB(ComplianceLoadBoard)。对于发送端信号质量测试来说，CBB用于插卡的测试，CLB用于主板的测试；但是在接收容限测试中，由于需要把误码仪输出的信号通过夹具连接示波器做校准，所以无论是主板还是插卡的测试，CBB和CLB都需要用到。被测件发不出标准的PCI-E的一致性测试码型，为什么？

PCIe5.0物理层技术PCI-SIG组织于2019年发布了针对PCIe5.0芯片设计的Base规范，针对板卡设计的CEM规范也在2021年制定完成，同时支持PCIe5.0的服务器产品也在2021年开始上市发布。对于PCIe5.0测试来说，其链路的拓扑模型与PCIe4.0类似，但数据速率从PCIe4.0的16Gbps提升到了32Gbps,因此链路上封装、PCB、连接器的损耗更大，整个链路的损耗达到 - 36dB@16GHz,其中系统板损耗为 - 27dB,插卡的损耗为 - 9dB。.20是PCIe5 . 0的 链路损耗预算的模型。PCI-E测试和协议调试；设备PCI-E测试高速信号传输

PCI Express物理层接口(PIPE)；设备PCI-E测试高速信号传输

(9)PCle4.0上电阶段的链路协商过程会先协商到8Gbps,成功后再协商到16Gbps;(10)PCIe4.0中除了支持传统的收发端共参考时钟模式，还提供了收发端采用参考时钟模式的支持。通过各种信号处理技术的结合，PCIe组织总算实现了在兼容现有的FR-4板材和接插  件的基础上，每一代更新都提供比前代高一倍的有效数据传输速率。但同时收/发芯片会变  得更加复杂，系统设计的难度也更大。如何保证PCIe总线工作的可靠性和很好的兼容性， 就成为设计和测试人员面临的严峻挑战。设备PCI-E测试高速信号传输