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PCIe線束測試信號完整性的方法

更新時間:2025-05-27      點擊次數(shù):258

       本文主要描述了PCIe接口的線纜測試的大致方法,不局限于線纜,PCB板上的接口也可以測,從1.0到6.0(7.0待定),傳輸速率越來越快,通道也由單通道變成兩通道,但是測試的思路和方法大致不變,只是需要用到的測試儀器是網(wǎng)絡(luò)分析儀,支持的帶寬需要更高。

 

一、PCIe線纜測試需求背景

       隨著數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的更新?lián)Q代,AI算力的突飛猛進,服務(wù)器上的內(nèi)部傳輸協(xié)議從PCIe4.0到PCIe6.0甚至PCIe7.0突破,傳輸速率也從單通道16GT/S到64GT/S飛躍。在同樣帶寬的條件下,調(diào)制方式從NRZ向PAM4的發(fā)展也變成了必然,同時為了提高吞吐量市場上更出現(xiàn)了20X的PCIe傳輸線纜,通道數(shù)和速率的增加使工程師面臨著非常大的測試挑戰(zhàn)。

 

二、軟件上的需求

       軟件上,主要是關(guān)注信號完整性,每個高速互連技術(shù)都繞不開信號完整性(Signal Integrity),信號完整性可以看出數(shù)據(jù)傳輸過程中有沒有變形,主要關(guān)注兩個方向,一個是頻域傳輸指標,另一個是時域指標,其中頻域指標有:插損(IL)、回損(RL)、串?dāng)_(NEXT, FEXT)、模式轉(zhuǎn)換(Mode Conversion)、屏蔽效應(yīng)(EMI, RFI),時域指標有:時域阻抗(Impedance)、上升時間(Rise Time)、時間差(Skew)、振鈴(Ringing: overshoot, undershoot)、電平(Level)、抖動(Jitter)、眼圖(Eye Diagram)、誤碼率(BER)。

       以上這些指標,需要基于硬件上采樣成功的前提下。

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三、PCIe互連技術(shù)測試

      測試線材、接口、PCB板的本質(zhì)就是測信號能不能在預(yù)期的標準下去保留信號的完整新,硬件上主要根據(jù)接口版本,選擇合適帶寬和端口數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀,網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)置信號源和接收機,可以很好的測試插入損耗、回波損耗等S參數(shù),這和信號完整性需要的硬件基礎(chǔ)相契合,所以成了用戶的選擇,此外還需要制作相應(yīng)的夾具,引出數(shù)據(jù)傳輸通道。對于PCIe來講,由于lane口比較多,可支持32通道,所以選擇開關(guān)矩陣就比較重要了,重復(fù)的插拔會影響夾具的使用壽命,買過夾具的朋友可能知道,夾具并不便宜,所以建議搭配開關(guān)矩陣來使用,一來效率提高,二來提高了夾具的使用壽命。

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