PCIe4.0標準在時鐘架構(gòu)上除了支持傳統(tǒng)的共參考時鐘(Common Refclk,CC)模式以 外,還可以允許芯片支持參考時鐘(Independent Refclk,IR)模式,以提供更多的連接靈 活性。在CC時鐘模式下,主板會給插卡提供一個100MHz的參考時鐘(Refclk),插卡用這 個時鐘作為接收端PLL和CDR電路的參考。這個參考時鐘可以在主機打開擴頻時鐘 (SSC)時控制收發(fā)端的時鐘偏差,同時由于有一部分數(shù)據(jù)線相對于參考時鐘的抖動可以互 相抵消,所以對于參考時鐘的抖動要求可以稍寬松一些如果被測件是標準的PCI-E插槽接口,如何進行PCI-E的協(xié)議分析?中國澳門PCI-E測試DDR測試
相應(yīng)地,在CC模式下參考時鐘的 抖動測試中,也會要求測試軟件能夠很好地模擬發(fā)送端和接收端抖動傳遞函數(shù)的影響。而 在IR模式下,主板和插卡可以采用不同的參考時鐘,可以為一些特殊的不太方便進行參考 時鐘傳遞的應(yīng)用場景(比如通過Cable連接時)提供便利,但由于收發(fā)端參考時鐘不同源,所 以對于收發(fā)端的設(shè)計難度要大一些(比如Buffer深度以及時鐘頻差調(diào)整機制)。IR模式下 用戶可以根據(jù)需要在參考時鐘以及PLL的抖動之間做一些折中和平衡,保證*終的發(fā)射機 抖動指標即可。圖4.9是PCIe4.0規(guī)范參考時鐘時的時鐘架構(gòu),以及不同速率下對于 芯片Refclk抖動的要求。中國澳門PCI-E測試DDR測試pcie接口定義及知識解析;
這么多的組合是不可能完全通過人工設(shè)置和調(diào)整 的,必須有一定的機制能夠根據(jù)實際鏈路的損耗、串擾、反射差異以及溫度和環(huán)境變化進行 自動的參數(shù)設(shè)置和調(diào)整,這就是鏈路均衡的動態(tài)協(xié)商。動態(tài)的鏈路協(xié)商在PCIe3.0規(guī)范中 就有定義,但早期的芯片并沒有普遍采用;在PCIe4.0規(guī)范中,這個要求是強制的,而且很 多測試項目直接與鏈路協(xié)商功能相關(guān),如果支持不好則無法通過一致性測試。圖4.7是 PCIe的鏈路狀態(tài)機,從設(shè)備上電開始,需要經(jīng)過一系列過程才能進入L0的正常工作狀態(tài)。 其中在Configuration階段會進行簡單的速率和位寬協(xié)商,而在Recovery階段則會進行更 加復(fù)雜的發(fā)送端預(yù)加重和接收端均衡的調(diào)整和協(xié)商。
雖然在編碼方式和芯片內(nèi)部做了很多工作,但是傳輸鏈路的損耗仍然是巨大的挑戰(zhàn),特 別是當采用比較便宜的PCB板材時,就不得不適當減少傳輸距離和鏈路上的連接器數(shù)量。 在PCIe3.0的8Gbps速率下,還有可能用比較便宜的FR4板材在大約20英寸的傳輸距離 加2個連接器實現(xiàn)可靠信號傳輸。在PCle4.0的16Gbps速率下,整個16Gbps鏈路的損耗 需要控制在-28dB @8GHz以內(nèi),其中主板上芯片封裝、PCB/過孔走線、連接器的損耗總 預(yù)算為-20dB@8GHz,而插卡上芯片封裝、PCB/過孔走線的損耗總預(yù)算為-8dB@8GHz。
整個鏈路的長度需要控制在12英寸以內(nèi),并且鏈路上只能有一個連接器。如果需要支持更 長的傳輸距離或者鏈路上有更多的連接器,則需要在鏈路中插入Re-timer芯片對信號進行 重新整形和中繼。圖4.6展示了典型的PCle4.0的鏈路模型以及鏈路損耗的預(yù)算,圖中各 個部分的鏈路預(yù)算對于設(shè)計和測試都非常重要,對于測試部分的影響后面會具體介紹。 PCI-E X16,PCI-E 2.0,PCI-E 3.0插口區(qū)別是什么?
當鏈路速率不斷提升時,給接收端留的信號裕量會越來越小。比如PCIe4.0的規(guī)范中 定義,信號經(jīng)過物理鏈路傳輸?shù)竭_接收端,并經(jīng)均衡器調(diào)整以后的小眼高允許15mV, 小眼寬允許18.75ps,而PCIe5.0規(guī)范中允許的接收端小眼寬更是不到10ps。在這么小 的鏈路裕量下,必須仔細調(diào)整預(yù)加重和均衡器的設(shè)置才能得到比較好的誤碼率結(jié)果。但是,預(yù) 加重和均衡器的組合也越來越多。比如PCIe4.0中發(fā)送端有11種Preset(預(yù)加重的預(yù)設(shè)模 式),而接收端的均衡器允許CTLE在-6~ - 12dB范圍內(nèi)以1dB的分辨率調(diào)整,并且允許 2階DFE分別在±30mV和±20mV范圍內(nèi)調(diào)整。綜合考慮以上因素,實際情況下的預(yù)加 重和均衡器參數(shù)的組合可以達幾千種。PCI-E的信號測試中否一定要使用一致性測試碼型?中國澳門PCI-E測試DDR測試
被測件發(fā)不出標準的PCI-E的一致性測試碼型,為什么?中國澳門PCI-E測試DDR測試
·TransactionProtocolTesting(傳輸協(xié)議測試):用于檢查設(shè)備傳輸層的協(xié)議行為。·PlatformBIOSTesting(平臺BIOS測試):用于檢查主板BIOS識別和配置PCIe外設(shè)的能力。對于PCIe4.0來說,針對之前發(fā)現(xiàn)的問題以及新增的特性,替換或增加了以下測試項目·InteroperabilityTesting(互操作性測試):用于檢查主板和插卡是否能夠訓(xùn)練成雙方都支持的比較高速率和比較大位寬(Re-timer要和插卡一起測試)?!aneMargining(鏈路裕量測試):用于檢查接收端的鏈路裕量掃描功能。其中,針對電氣特性測試,又有專門的物理層測試規(guī)范,用于規(guī)定具體的測試項目和測試方法。表4.2是針對PCIe4.0的主板或插卡需要進行的物理層測試項目,其中灰色背景的測試項目都涉及鏈路協(xié)商功能。中國澳門PCI-E測試DDR測試