实践篇|如何实现PCIe Gen3/Gen4接收端链路均衡测试?

在PCIe 2.0的时代，通常只要保证了发送端的信号质量，那么整个系统也就能够正常工作，因此接收端测试并不是必测项。

但在PCIe 3.0/4.0中，由于速率成倍的增加并且又经过长走线的传输，因此在接收端采用了复杂的均衡技术，所以在PCIe 3.0/4.0中接收端测试属于必测项。

• 压力眼图的校准：它包括，定量地规定这个劣化信号劣化到何种程度（规格要求）、通过何种步骤能够生成这一劣化信号（生成方法）;如何判断所生成的劣化信号达到了其规格要求（测量方法）；
  

• 进入环回模式：为了检测接收端是否正确接收该信号，需要将已经接收到的信号原封不动地环回到待测的发送端；然后误码仪对这个环回的信号进行判断。因此，需要让待测进入环回模式；

• 进行误码率测试：使用规定好的码型进行误码率测试。

图2. 泰克PCIe Rx自动化软件GUI界面

在压力眼图的校准时，涉及到信号的特性分析以及调整迭代，这些都需要反复进行，人工手动操作非常地耗时，并且吃力不讨好。为此，泰克公司提供了业界最优的PCIe Rx自动化测试软件（BSXPCI4CEM），如图 2所示。通过泰克公司的PCIe Rx自动化测试软件，可以大大缩短开发人员的研发时间，提供产品的可靠性。

在实际的Rx LEQ的测试中，经常由于种种原因，无法进入到环回模式；或者就算进入到了环回模式，也存在较多的误码。这个时候，我们就需要超出一致性测试；而进行一系列的调试工作，来找出根因（Root Cause）。

泰克公司PCIe Rx自动化测试软件，除了提供协会所要求的一致性测试之外，还提供了丰富的调试功能。再配合上BSX系列的误码仪的通用调试功能，能够为用户提供全方位的灵活性。

图3. 使用误码仪的眼图功能观测待测对象的环回数据输出的信号质量

在进行Rx LEQ环回测试是，有两条数据通路：接收数据通路、以及环回数据通路。由于Rx LEQ是针对接收数据通路的测试，因此用户必须保证不会由于环回数据通路的原因而导致误码仪的DET进行了误判。泰克的BSX系列的误码仪具有丰富的眼图测试功能，如图3所示。这样用户在不进行任何拓扑连接改变的情况下，就能够进行误码的调试。

图4. 自动化软件中环回的设置

用户可以使用泰克公司提供的“Empty A – Modified Compliance B.ram”文件，就能够使得被测对象稳定地进入Compliance模式，然后通过这个ran文件进行码型切换，将被测对象的输出端切换到8Gbps或16Gbps，观察哪个预设定值能够给出最好的眼图。然后在图4中设置“Preset/Hint”成刚才的预设置，就能够保证环回数据通路不会引入误判的误码。

图5. 对Tx EQ的系数空间进行扫描的误码率测试

倘若排除了环回数据通路所引入的误判的误码；Rx LEQ仍然存在误码。这个时候，用户需要进一步分析误码的来源，比如说是否是DUT的均衡算法没有达到最优，从而没有像链路对端请求最优的Tx EQ值。此时，用户可以使用泰克公司提供的“BER Test”来对整个系数空间进行扫描(如图5)，若测得的结果表明：在系数空间中存在一些系数组合能够达到没有误码，那么说明DUT的均衡算法未达到最优。

在此基础上，用户还可以进行裕度测试。泰克的自动化软件提供对Sj和DMSI的裕度测试，如图6，图7所示。

图6. 正弦抖动的裕度测试：

(a) 设定界面  (b) 扫描测试界面

图7. 差模噪声的裕度测试：

(a) 设定界面  (b) 扫描测试界面

泰克公司提供了业界最优的关于PCIe 3.0 & 4.0的一致性解决方案，通过使用泰克公司的高性能的示波器、高性能的误码仪、以及灵活的自动化软件，能够大大缩短用户的开发时间，使得用户的产品在市场上更具竞争力。