CTLE均衡器可以比较好地补偿传输通道的线性损耗,但是对于一些非线性因素(比如 由于阻抗不匹配造成的信号反射)的补偿还需要借助于DFE的均衡器,而且随着信号速率的提升,接收端的眼图裕量越来越小,采用的DFE技术也相应要更加复杂。在PCle3.0的 规范中,针对8Gbps的信号,定义了1阶的DFE配合CTLE完成信号的均衡;而在PCle4.0 的规范中,针对16Gbps的信号,定义了更复杂的2阶DFE配合CTLE进行信号的均衡。 图 4 .5 分别是规范中针对8Gbps和16Gbps信号接收端定义的DFE均衡器(参考资料: PCI Express@ Base Specification 4.0)。PCI-e体系的拓扑结构;广西PCI-E测试代理商
简单总结一下,PCIe4.0和PCIe3.0在物理层技术上的相同点和不同点有:(1)PCIe4.0的数据速率提高到了16Gbps,并向下兼容前代速率;(2)都采用128b/130b数据编码方式;(3)发送端都采用3阶预加重和11种Preset;(4)接收端都有CTLE和DFE的均衡;(5)PCIe3.0是1抽头DFE,PCIe4.0是2抽头DFE;(6)PCIe4.0接收芯片的LaneMargin功能为强制要求(7)PCIe4.0的链路长度缩减到12英寸,多1个连接器,更长链路需要Retimer;(8)为了支持应对链路损耗以及不同链路的情况,新开发的PCle3.0芯片和全部PCIe4.0芯片都需要支持动态链路协商功能;北京PCI-E测试多端口矩阵测试高速串行技术(二)之(PCIe中的基本概念);
综上所述,PCIe4.0的信号测试需要25GHz带宽的示波器,根据被测件的不同可能会 同时用到2个或4个测试通道。对于芯片的测试需要用户自己设计测试板;对于主板或者 插卡的测试来说,测试夹具的Trace选择、测试码型的切换都比前代总线变得更加复杂了;
在数据分析时除了要嵌入芯片封装的线路模型以外,还要把均衡器对信号的改善也考虑进 去。PCIe协会提供的SigTest软件和示波器厂商提供的自动测试软件都可以为PCle4. 0的测试提供很好的帮助。
另外,在PCIe4 .0发送端的LinkEQ以及接收容限等相关项目测试中,都还需要用到能 与被测件进行动态链路协商的高性能误码仪。这些误码仪要能够产生高质量的16Gbps信 号、能够支持外部100MHz参考时钟的输入、能够产生PCIe测试需要的不同Preset的预加 重组合,同时还要能够对输出的信号进行抖动和噪声的调制,并对接收回来的信号进行均 衡、时钟恢复以及相应的误码判决,在进行测试之前还需要能够支持完善的链路协商。17是 一 个典型的发射机LinkEQ测试环境。由于发送端与链路协商有关的测试项目 与下面要介绍的接收容限测试的连接和组网方式比较类似,所以细节也可以参考下面章节 内容,其相关的测试软件通常也和接收容限的测试软件集成在一起。PCI-E测试信号质量测试;
随着数据速率的提高,在发送端对信号高频进行补偿还是不够,于是PCIe3.0及 之后的标准中又规定在接收端(RX端)还要对信号做均衡(Equalization),从而对线路的损 耗进行进一步的补偿。均衡电路的实现难度较大,以前主要用在通信设备的背板或长电缆 传输的场合,近些年也逐渐开始在计算机、消费类电子等领域应用,比如USB3.0、SATA 6G、DDR5中也均采用了均衡技术。图4 .4分别是PCIe3 .0和4 .0标准中对CTLE均衡器 的频响特性的要求。可以看到,均衡器的强弱也有很多挡可选,在Link Training阶段TX 和RX端会协商出一个比较好的组合(参考资料: PCI ExpressR Base Specification 4 .0)。pcie3.0和pcie4.0物理层的区别在哪里?自动化PCI-E测试商家
使用PCI-E协议分析仪能不能直接告诉我总线上的协议错误?广西PCI-E测试代理商
为了克服大的通道损耗,PCle5.0接收端的均衡能力也会更强一些。比如接收端的 CTLE均衡器采用了2阶的CTLE均衡,其损耗/增益曲线有4个极点和2个零点,其直流增益可以在-5~ - 15dB之间以1dB的分辨率进行调整,以精确补偿通道损耗的 影响。同时,为了更好地补偿信号反射、串扰的影响,其接收端的DFE均衡器也使用了更复 杂的3-Tap均衡器。对于发射端来说,PCle5.0相对于PCIe4.0和PCIe3.0来说变化不大, 仍然是3阶的FIR预加重以及11种预设好的Preset组合。广西PCI-E测试代理商
PCIe背景概述PCIExpress(PeripheralComponentInterconnectExpress,PCle)总线是PCI总线的串行版本,广泛应用于显卡、GPU、SSD卡、以太网卡、加速卡等与CPU的互联。PCle的标准由PCI-SIG(PCISpecialInterestGroup)组织制定和维护,目前其董事会主要成员有Intel、AMD、nVidia、DellEMC、Keysight、Synopsys、ARM、Qualcomm、VTM等公司,全球会员单位超过700家。PCI-SIG发布的规范主要有Base规范(适用于芯片和协议)、CEM规范(适用于板卡机械和电气设计)、测试...