泰克自動(dòng)化接收器測試方案，提升PCIe測試驗證精度與效率

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近二十年來(lái)，PCI Express技術(shù)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(mǎn)足了數據密集型市場(chǎng)的需求，例如人工智能/機器學(xué)習和高性能計算。泰克PCIe 自動(dòng)化測試解決方案能夠處理設置和校準，顯著(zhù)降低了測試復雜性。與低噪音測量硬件相結合，可實(shí)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(fā)射機、接收機、參考時(shí)鐘和鎖相環(huán) (PLL) 驗證所需的豐富專(zhuān)業(yè)知識。

泰克公司推出的PCI Express接收器測試套件，通過(guò)自動(dòng)化軟件和行業(yè)領(lǐng)先的測試設備，顯著(zhù)簡(jiǎn)化了接收器測試的復雜性，同時(shí)確保與最新行業(yè)標準的同步發(fā)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(chǎng)景，包括系統級驗證、硅片測試和合規性評估。通過(guò)自動(dòng)化校準、鏈路訓練和抖動(dòng)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(lǐng)域實(shí)現技術(shù)創(chuàng )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(chǎng)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(wù)器）、插卡、交換機和橋接器、擴展設備（重定時(shí)器和重驅動(dòng)器）

Stressed Eye 校準

泰克PCI Express接收器測試套件通過(guò)其自動(dòng)化軟件和向導式用戶(hù)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(shí)時(shí)示波器和Anritsu MP1900A BERT的接收器自動(dòng)化軟件，能夠引導用戶(hù)完成每一步校準和測試流程。其彈出式用戶(hù)提示進(jìn)一步簡(jiǎn)化了決策過(guò)程，同時(shí)支持最新的行業(yè)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(hù)快速獲取關(guān)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(fā)送器（Tx）均衡、正弦抖動(dòng)和隨機抖動(dòng)校準, 以及差分模式干擾（DMI）、共模干擾（CMI）、預設和CTLE選擇；

●   抖動(dòng)容限測試：通過(guò)Seasim統計仿真工具進(jìn)行插入損耗計算，支持自動(dòng)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(fā)送器（Tx）均衡、正弦抖動(dòng)和隨機抖動(dòng)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(fā)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(fā)生器）生成的Stressed Eye信號的校準至關(guān)重要，確保接收器在符合PCI-SIG規范的情況下進(jìn)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(dòng)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(lǐng)域專(zhuān)業(yè)知識和經(jīng)驗引導您完成校準步驟，從精確的TP3測量開(kāi)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(shí)間在校準上，更多的時(shí)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(diǎn)）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(mǎn)足公差要求。Tektronix PCI Express接收器測試套件向導將引導用戶(hù)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(lái)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(fā)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(fā)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(shí)使用真實(shí)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(diǎn)之前的損耗，以便稍后去除）。

5.隨機抖動(dòng)（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(dòng)（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。

1.SJ@210 MHz-此校準對于某些校準中的JTOL（抖動(dòng)容忍度）測量是必需的。

2.多音正弦抖動(dòng)（Multi-tone SJ）-對于JTOL測量，最多使用14個(gè)頻率的校準，100 MHz以外的頻率也需要進(jìn)行校準。

自動(dòng)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(lèi)型、示波器、BERT設置、回歸線(xiàn)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(huán)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(fā)送器重新傳輸，使可能的比特或突發(fā)錯誤可見(jiàn)。進(jìn)入環(huán)回測試模式需要在誤碼率測試儀（BERT）和DUT之間通過(guò)鏈路訓練狀態(tài)機（LTSSM）進(jìn)行復雜的通信。Tektronix PCI Express接收器測試套件自動(dòng)化了這個(gè)過(guò)程，允許通過(guò)配置（短路徑）和恢復（完整訓練鏈路Tx和Rx）的環(huán)回，用于不同級別的接收器測試。暴露相關(guān)參數，使用戶(hù)在不增加不必要復雜性的情況下控制該過(guò)程。

鏈路訓練配置

接收器和發(fā)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(fā)送器鏈路均衡測試（確保在接收器對其鏈路伙伴發(fā)出Tx變化請求時(shí)達到關(guān)鍵的數字定時(shí)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(shí)時(shí)示波器，以提供高效的測試結果，同時(shí)僅在必要時(shí)提供控制。

高級調試模式為L(cháng)EQ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(dòng)搜索CTLE和時(shí)鐘數據恢復（CDR）調諧。

Tx LEQ測試配置，Rx LEQ測試配置

測試軟件可以通過(guò)SCPI命令遠程操作，允許與自定義測試流程的無(wú)縫集成。

抖動(dòng)容限（JTOL）測試

抖動(dòng)容限（JTOL）測試需要掃描多個(gè)校準的正弦抖動(dòng)（SJ）音，從低幅度到高幅度，以觀(guān)察被測接收器的時(shí)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(dòng)源的存在下）。在測試過(guò)程中，可以配置自定義的JTOL通過(guò)/失敗掩碼，并使用不同的搜索算法（向上線(xiàn)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(dòng)反向通道均衡和采樣點(diǎn)優(yōu)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(fā)送器（Tx）鎖相環(huán)（PLL）是否具有正確的帶寬和峰值。為DUT提供100 MHz參考時(shí)鐘，并施加校準的正弦抖動(dòng)（SJ），可以測量在特定SJ音調下通過(guò)DUT的Tx PLL的SJ量。通過(guò)多個(gè)音調執行此過(guò)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(dòng)（SJ）幅度校準功能。該功能通過(guò)調制100 MHz參考時(shí)鐘來(lái)校準DUT（被測設備）的Tx PLL，支持可調節的SJ幅度和用戶(hù)自定義的頻率選擇，確保在PLL的峰值和3dB點(diǎn)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(dòng)，同時(shí)配備軟件CTLE（連續時(shí)間線(xiàn)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(dòng)測量模式之間切換，以滿(mǎn)足不同的測試需求。測試套件采用一致的DSP算法進(jìn)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(gè)測量值的詳細信息，為工程師提供全面的測試數據支持。

PLL帶寬測試以及測試結果