PCIe4.0标准在时钟架构上除了支持传统的共参考时钟(Common Refclk,CC)模式以 外,还可以允许芯片支持参考时钟(Independent Refclk,IR)模式,以提供更多的连接灵 活性。在CC时钟模式下,主板会给插卡提供一个100MHz的参考时钟(Refclk),插卡用这 个时钟作为接收端PLL和CDR电路的参考。这个参考时钟可以在主机打开扩频时钟 (SSC)时控制收发端的时钟偏差,同时由于有一部分数据线相对于参考时钟的抖动可以互 相抵消,所以对于参考时钟的抖动要求可以稍宽松一些如果被测件是标准的PCI-E插槽接口,如何进行PCI-E的协议分析?中国澳门PCI-E测试DDR测试
相应地,在CC模式下参考时钟的 抖动测试中,也会要求测试软件能够很好地模拟发送端和接收端抖动传递函数的影响。而 在IR模式下,主板和插卡可以采用不同的参考时钟,可以为一些特殊的不太方便进行参考 时钟传递的应用场景(比如通过Cable连接时)提供便利,但由于收发端参考时钟不同源,所 以对于收发端的设计难度要大一些(比如Buffer深度以及时钟频差调整机制)。IR模式下 用户可以根据需要在参考时钟以及PLL的抖动之间做一些折中和平衡,保证*终的发射机 抖动指标即可。图4.9是PCIe4.0规范参考时钟时的时钟架构,以及不同速率下对于 芯片Refclk抖动的要求。中国澳门PCI-E测试DDR测试pcie接口定义及知识解析;
这么多的组合是不可能完全通过人工设置和调整 的,必须有一定的机制能够根据实际链路的损耗、串扰、反射差异以及温度和环境变化进行 自动的参数设置和调整,这就是链路均衡的动态协商。动态的链路协商在PCIe3.0规范中 就有定义,但早期的芯片并没有普遍采用;在PCIe4.0规范中,这个要求是强制的,而且很 多测试项目直接与链路协商功能相关,如果支持不好则无法通过一致性测试。图4.7是 PCIe的链路状态机,从设备上电开始,需要经过一系列过程才能进入L0的正常工作状态。 其中在Configuration阶段会进行简单的速率和位宽协商,而在Recovery阶段则会进行更 加复杂的发送端预加重和接收端均衡的调整和协商。
虽然在编码方式和芯片内部做了很多工作,但是传输链路的损耗仍然是巨大的挑战,特 别是当采用比较便宜的PCB板材时,就不得不适当减少传输距离和链路上的连接器数量。 在PCIe3.0的8Gbps速率下,还有可能用比较便宜的FR4板材在大约20英寸的传输距离 加2个连接器实现可靠信号传输。在PCle4.0的16Gbps速率下,整个16Gbps链路的损耗 需要控制在-28dB @8GHz以内,其中主板上芯片封装、PCB/过孔走线、连接器的损耗总 预算为-20dB@8GHz,而插卡上芯片封装、PCB/过孔走线的损耗总预算为-8dB@8GHz。
整个链路的长度需要控制在12英寸以内,并且链路上只能有一个连接器。如果需要支持更 长的传输距离或者链路上有更多的连接器,则需要在链路中插入Re-timer芯片对信号进行 重新整形和中继。图4.6展示了典型的PCle4.0的链路模型以及链路损耗的预算,图中各 个部分的链路预算对于设计和测试都非常重要,对于测试部分的影响后面会具体介绍。 PCI-E X16,PCI-E 2.0,PCI-E 3.0插口区别是什么?
当链路速率不断提升时,给接收端留的信号裕量会越来越小。比如PCIe4.0的规范中 定义,信号经过物理链路传输到达接收端,并经均衡器调整以后的小眼高允许15mV, 小眼宽允许18.75ps,而PCIe5.0规范中允许的接收端小眼宽更是不到10ps。在这么小 的链路裕量下,必须仔细调整预加重和均衡器的设置才能得到比较好的误码率结果。但是,预 加重和均衡器的组合也越来越多。比如PCIe4.0中发送端有11种Preset(预加重的预设模 式),而接收端的均衡器允许CTLE在-6~ - 12dB范围内以1dB的分辨率调整,并且允许 2阶DFE分别在±30mV和±20mV范围内调整。综合考虑以上因素,实际情况下的预加 重和均衡器参数的组合可以达几千种。PCI-E的信号测试中否一定要使用一致性测试码型?中国澳门PCI-E测试DDR测试
被测件发不出标准的PCI-E的一致性测试码型,为什么?中国澳门PCI-E测试DDR测试
·TransactionProtocolTesting(传输协议测试):用于检查设备传输层的协议行为。·PlatformBIOSTesting(平台BIOS测试):用于检查主板BIOS识别和配置PCIe外设的能力。对于PCIe4.0来说,针对之前发现的问题以及新增的特性,替换或增加了以下测试项目·InteroperabilityTesting(互操作性测试):用于检查主板和插卡是否能够训练成双方都支持的比较高速率和比较大位宽(Re-timer要和插卡一起测试)。·LaneMargining(链路裕量测试):用于检查接收端的链路裕量扫描功能。其中,针对电气特性测试,又有专门的物理层测试规范,用于规定具体的测试项目和测试方法。表4.2是针对PCIe4.0的主板或插卡需要进行的物理层测试项目,其中灰色背景的测试项目都涉及链路协商功能。中国澳门PCI-E测试DDR测试