泰克自動化接收器測試方案，提升PCIe測試驗證精度與效率
2025-02-21 09:40:51 EETOP近二十年來，PCI Express技術已成為廣泛采用的高速串行接口連接標準。最新的 PCIe規范滿足了數據密集型市場的需求，例如人工智能/機器學習和高性能計算。泰克PCIe 自動化測試解決方案能夠處理設置和校準，顯著降低了測試復雜性。與低噪音測量硬件相結合，可實現快速、準確且可重復的信號完整性測量。作為 PCI-SIG工作組的活躍投票成員，泰克擁有發射機、接收機、參考時鐘和鎖相環 (PLL) 驗證所需的豐富專業知識。
泰克公司推出的PCI Express接收器測試套件，通過自動化軟件和行業領先的測試設備，顯著簡化了接收器測試的復雜性，同時確保與最新行業標準的同步發展。該測試套件支持從PCIe Gen3到Gen6的多種速率和規范，適用于多種應用場景，包括系統級驗證、硅片測試和合規性評估。通過自動化校準、鏈路訓練和抖動容限測試等功能，泰克解決方案為工程師提供了高效、精確的測試工具，助力其在高性能計算和通信領域實現技術創新。
泰克PCI Express接收器測試套件支持廣泛的速率和規范，包括PCIe Gen6（64 GT/s）、Gen5（32 GT/s）、Gen4（16 GT/s）和Gen3（8 GT/s），覆蓋以下應用場景：
? PCI Express 64 GT/s、32 GT/s、16 GT/s和8 GT/s
? 第6代/第5代/第4代/第3代基礎規范（硅驗證）和第5代/第4代/第3代CEM規范（系統驗證和合規性）
? Root Complex和非Root Complex硅片
? 系統（主板和服務器）、插卡、交換機和橋接器、擴展設備（重定時器和重驅動器）
Stressed Eye 校準
泰克PCI Express接收器測試套件通過其自動化軟件和向導式用戶界面，為工程師提供了一種高效且精確的測試解決方案。該套件支持適用于Tektronix DPO70000SX系列實時示波器和Anritsu MP1900A BERT的接收器自動化軟件，能夠引導用戶完成每一步校準和測試流程。其彈出式用戶提示進一步簡化了決策過程，同時支持最新的行業工具（如SigTest和Seasim）；此外，該測試套件還提供詳細的校準和測試報告，幫助用戶快速獲取關鍵數據。
PCI Express Gen6（64 GT/s）
· Stressed Eye 校準（64 GT/s）：支持64 GT/s速率，包括交流/直流平衡、幅度、四抽頭發送器（Tx）均衡、正弦抖動和隨機抖動校準, 以及差分模式干擾（DMI）、共模干擾（CMI）、預設和CTLE選擇；
· 抖動容限測試：通過Seasim統計仿真工具進行插入損耗計算，支持自動示波器噪聲補償。
PCI Express Gen5（32 GT/s）
· Stressed Eye校準：支持32 GT/s速率，包括交流/直流平衡、幅度、四抽頭發送器（Tx）均衡、正弦抖動和隨機抖動校準，以及差分模式干擾（DMI）、共模干擾（CMI）、預設和CTLE選擇。
· 鏈路均衡測試：支持接收器和發送器鏈路均衡測試，提供高級調試模式。
由BERT的PPG（脈沖圖形發生器）生成的Stressed Eye信號的校準至關重要，確保接收器在符合PCI-SIG規范的情況下進行測試，并施加適當的干擾。在64 GT/s速率下的新挑戰要求采用Tektronix PCI Express接收器測試套件的全自動化方法，以避免其他繁瑣且容易出錯的方法。讓Tektronix工程師的領域專業知識和經驗引導您完成校準步驟，從精確的TP3測量開始，直至在允許公差范圍內輕松獲得TP2眼圖。工程師將花費更少的時間在校準上，更多的時間在收集接收器性能和裕量的有意義數據上。
TP3 校準
PCI Express 第6代（64 GT/s）和第5代（32 GT/s）
TP3（從BERT PPG到示波器的電纜后的點）校準是所有設備的強制性步驟，以確保在定義的參考平面上滿足公差要求。Tektronix PCI Express接收器測試套件向導將引導用戶完成所有必要步驟，以確保前通道信號符合規范要求，從而確保未來的校準步驟順利完成。
1. 交流-直流平衡（AC-DC Balance） - 啟用少量的發送器均衡去強調，以在共同的參考平面上平衡模式的低頻和高頻部分。
2. 幅度（Amplitude） - 差分電壓擺幅需要在720 – 800 mV范圍內。
3. 發送器均衡預設（Tx Equalization Presets） - 校準預擊1、預擊2（僅第6代）和去強調，以確保在測試接收器時使用真實的預設電平。
4. 插入損耗測量（IL Measurement） - 使用Seasim在TP1和TP3之間計算通道插入損耗（在此處計算TP3參考點之前的損耗，以便稍后去除）。
5. 隨機抖動（RJ） - RJ校準為0.25 ps [第6代]，0.5 ps [第5代]（均方根值）名義上。
6. 正弦抖動（SJ） - SJ校準范圍為1-3 ps [第6代] / 1-5 ps [第5代]（峰峰值），頻率為100 MHz。
7. SJ@210 MHz - 此校準對于某些校準中的JTOL（抖動容忍度）測量是必需的。
8. 多音正弦抖動（Multi-tone SJ） - 對于JTOL測量，最多使用14個頻率的校準，100 MHz以外的頻率也需要進行校準。
自動表征和精確校準預設、RJ和SJ以及用于校準的重要參數，如模式類型、示波器、BERT設置、回歸線斜率和截距等。
鏈路訓練
在接收器測試之前，需要將被測設備（DUT）置于環回模式，在該模式下，接收器鎖存器處數字化的信號被對應的發送器重新傳輸，使可能的比特或突發錯誤可見。進入環回測試模式需要在誤碼率測試儀（BERT）和DUT之間通過鏈路訓練狀態機（LTSSM）進行復雜的通信。Tektronix PCI Express接收器測試套件自動化了這個過程，允許通過配置（短路徑）和恢復（完整訓練鏈路Tx和Rx）的環回，用于不同級別的接收器測試。暴露相關參數，使用戶在不增加不必要復雜性的情況下控制該過程。
鏈路訓練配置
接收器和發送器鏈路均衡測試
在32 GT/s、16 GT/s和8 GT/s速率下，PCI Express合規性測試需要執行接收器鏈路均衡測試（在完整鏈路訓練后使用Stressed信號檢查模擬接收器性能）和發送器鏈路均衡測試（確保在接收器對其鏈路伙伴發出Tx變化請求時達到關鍵的數字定時限制）。
Tektronix PCI Express接收器測試套件在這些必需測試期間控制BERT和實時示波器，以提供高效的測試結果，同時僅在必要時提供控制。
高級調試模式為LEQ測試提供了額外的故障排除能力，允許定制應力源、Tx預設、自定義模式、自動搜索CTLE和時鐘數據恢復（CDR）調諧。
測試軟件可以通過SCPI命令遠程操作，允許與自定義測試流程的無縫集成。
抖動容限（JTOL）測試
抖動容限（JTOL）測試需要掃描多個校準的正弦抖動（SJ）音，從低幅度到高幅度，以觀察被測接收器的時鐘數據恢復（CDR）如何跟蹤這些壓力（通常是在其他噪聲和抖動源的存在下）。在測試過程中，可以配置自定義的JTOL通過/失敗掩碼，并使用不同的搜索算法（向上線性、對數等）。Tektronix PCI Express接收器測試套件允許工程師以最少的設置快速獲得詳細的測試報告。
JTOL測試配置設置
在JTOL測試中，提供了自定義掩碼和規范掩碼，以更好地理解DUT性能，特別是在設計階段。接收器解決方案執行自動反向通道均衡和采樣點優化，以確保DUT傳輸的數據流在誤碼率測試儀接收器處被準確理解，從而正確確定誤碼率（BER）性能。
JTOL測試結果與規范
PCIe PLL帶寬和峰值測試
該測試驗證了插卡（AIC）發送器（Tx）鎖相環（PLL）是否具有正確的帶寬和峰值。為DUT提供100 MHz參考時鐘，并施加校準的正弦抖動（SJ），可以測量在特定SJ音調下通過DUT的Tx PLL的SJ量。通過多個音調執行此過程，可以構建PLL頻率響應以測量帶寬和峰值。
泰克PCI Express接收器測試套件為第6/5/4/3代設備提供了全面的正弦抖動（SJ）幅度校準功能。該功能通過調制100 MHz參考時鐘來校準DUT（被測設備）的Tx PLL，支持可調節的SJ幅度和用戶自定義的頻率選擇，確保在PLL的峰值和3dB點具有足夠的分辨率。此外，測試套件還支持增加平均值（建議使用5次平均）以最小化測量變動，同時配備軟件CTLE（連續時間線性均衡器），以支持高損耗通道和多種DUT Tx模式。
泰克測試套件還提供了精確的PLL帶寬和峰值測量功能，能夠根據選定的數據速率報告PLL的帶寬和峰值性能。DUT Tx可以在合規模式和抖動測量模式之間切換，以滿足不同的測試需求。測試套件采用一致的DSP算法進行SJ校準和DUT測試，確保測量結果的準確性和一致性。最終，測試報告將包含PLL帶寬、峰值、頻率響應圖以及各個測量值的詳細信息，為工程師提供全面的測試數據支持。
了解泰克PCIe測試解決方案更多資料，https://www.tek.com.cn/solutions/application/high-speed-serial-communication/pcie。
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