PCI Express®发射器一致性/调试解决方案

PCI-SIG 6.0规范引入了PAM4信号，旨在在保持NRZ信号向后兼容的同时实现64GT/s。多级（PAM4）方法为采用者和验证团队带来了新的信号完整性挑战。Tektronix的PCI Express 6.0软件通过自动化测试来减少这种新复杂性，确保测量的准确性和可重复性。

Tektronix的PCE6 (Gen6)选项、PCE5 (Gen5)选项、PCE4 (Gen4)选项和PCE3 (Gen 1/2/3)选项应用程序为PCI Express发射机和参考时钟符合性测试以及根据PCI-SIG®规范进行PCI Express设备调试和验证提供了全面的解决方案。

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特点和优势

支持PCI Express Gen6基础（硅片）发射机测试

支持Tektronix DPO/MSO70000系列示波器在基础（硅片）和CEM（系统）级别对PCI Express Gen 1/2/3/4/5发射机进行验证和符合性测试

使用SkyWorks时钟抖动工具和DPOJET对Gen1到Gen5的参考时钟抖动和信号完整性进行测量

使用DPOJET/PAMJET对64GT/s（PAM4）信号完整性进行测量

使用AC Fit方法进行PCIe Gen6发射机均衡预设测试

自动化配置示波器，包括垂直和水平刻度，以进行准确和符合规范的测量

自动获取和波形管理，简化了对支持的数据速率、发射机符合性模式和通道宽度的测试

自动控制设备以遍历数据速率和符合性模式

自动化PCIe3测试解决方案的射频开关，支持多达16通道

支持NVMe和CXL物理层测试

去嵌断路通道、测试夹具和电缆的影响，以在感兴趣的测试点处进行测量（需要SDLA 串行数据链路分析选项）

测试选择：选择要执行分析的规范，并选择单个或多个测试以进行针对失败测试的符合性分析

SigTest集成：使用命令行界面执行已获取波形的分析，提供使用PCI-SIG®推荐的分析工具测试系统的能力

使用多个sigtest实例并行分析多个波形

使用SigTest Phoenix进行Gen5 AC Fit发射机均衡预设表征

报告：将所有测试结果汇编成可定制的报告，带有通过/失败结果，便于分析和记录保存

报告顶部的汇总表便于快速查看规范性测量结果

模式匹配：验证发射机在获取信号进行符合性分析之前发送的符合性模式是否正确。此功能支持高达Gen3数据速率

PHY级协议解码：解码并显示协议感知视图中的PCIe数据。具有波形的时间相关事件表视图允许快速搜索感兴趣的事件

多通道测试：在多个PCI Express数据通道上执行分析，以加快多通道系统中的发射机分析

符合性和调试：提供基于DPOJET的工具包，以便在DUT（设备在测试）未通过符合性测试时快速切换到调试和验证模式

分析和调试工具：Tektronix提供了广泛的符合性、调试和验证工具，适用于发射机（Tx）、接收机（Rx）和协议测试

全面的程序接口：支持使用标准可编程仪器命令（SCPI）与TekExpress应用程序通信，实现程序和脚本自动化调用与PCIe相关的TekExpress功能

应用领域

Tektronix为在基础（硅片）和系统级别上验证和符合PCI Express发射机提供了全面的解决方案，包括支持CEM、U.2和M.2接口。使用PCI Express物理层的多种协议（包括NVMe和CXL）可以利用TekExpress软件解决方案下的发射机和参考时钟自动化功能。

TekExpress PCIe测试选择的符合性测试分析

Tektronix的PCE3 (Gen1/2/3)选项、PCE4 (Gen4)选项和PCE5 (Gen5)选项包括以下的符合性和调试测试以及电气验证：

•  Root Complex Tx抖动和电压

•  Endpoint Tx抖动和电压

•  开关

•  桥接器

•  插入卡

•  系统板

•  嵌入式系统

•  Express模块

在PCIe Gen 1和Gen 2中，偏斜测量需要特别注意一致性码型（如K28.5，D21.5）并确保每条lane的测试以相同的码型起点进行。以下是详细的测试步骤：

Tektronix PCE6 (Gen6)选项包括以下信号质量测量：

•  单位间隔（Unit Interval）

•  V-TX-DIFF-PP

•  V-TX-EIEOS-FS

•  T-TX-UTJ

•  T-TX-UDJDD

•  T-TX-RJ

•  RLM-TX

•  SNDR

•  PS21 TX

•  V-TX-BOOST

•  T-TX-UPW-TJ

•  T-TX-UPW-DJDD

•  V-TX-AC-CM-PP

•  V-TX-AC-CM-PP-Filtered

PCIe Gen6对于每个预设值有两个Preshoot值和一个de-embeded值，这使得预设测试算法更加复杂。Tektronix PCE6还配备了Tektronix预设测试工具，可以由TekExpress或手动使用。

Tektronix预设测试工具

TekExpress符合性自动化现已可用于PCIe Gen 1-3 CEM和Gen 3基础测试通过PCE3选项，Gen4 CEM和Gen4基础测试通过PCE4选项，以及Gen5 CEM和Gen5基础测试通过PCE5选项。

PCE3、PCE4和PCE5选项应用程序与Tektronix DPO/MSO70000系列示波器兼容，设计用于应对下一代串行数据标准（如PCI Express）的挑战。这些示波器提供了领先的垂直噪声性能和平坦的频率响应。Tektronix DPO/MSO70000系列示波器已获得PCI-SIG的符合性测试批准。

TekExpress示波器采集设置

符合性测试

PCI-SIG提供了用于测试PCI Express系统和附加卡的符合性测试。为了将PCI Express系统或设备列入集成列表，该系统或设备必须通过互操作性和符合性测试。对于电气验证，PCI-SIG使用SigTest后捕获分析软件，该软件使用连接到PCI-SIG的CBB（主板+插接板）测试夹具的示波器捕获的波形来分析附加卡，或使用CLB测试夹具分析系统。手动捕获所需的波形并进行分析是繁琐且耗时的，容易出错。

Tektronix的PCE3、PCE4和PCE5选项中的TekExpress自动化用于PCI Express发射机符合性测试，减少了测试的工作量，并通过多项独特和创新功能加快了符合性测试的速度。这些选项最终允许测试支持多种技术的设备，如支持NVMe的附加卡设备，或通过U.2或M.2连接器进行测试。

Tektronix的PCE3、PCE4和PCE5选项中的TekExpress自动化软件可以通过选择特定型号的Tektronix AFG或AWG、GRL PCIE 3/4 控制器或NI USB6501 CBB控制器来控制DUT，自动循环通过符合性测试所需的各种速度、去加重和预设值。这消除了在CBB和CLB测试夹具上使用手动按钮控制DUT时容易出错的问题。

一个完整的测试运行需要在不同的DUT设置下在每个通道上获取多个波形。需要分析的波形集会随着通道数量的增加而增加。管理和存储用于分析和未来参考的数据是任何符合性解决方案的重要标准。PCE3、PCE4和PCE5选项中的TekExpress自动化软件除了调整水平和垂直设置以及采集深度以获得最佳信号质量进行准确分析外，还提供了简化多重获取波形管理的功能。

TekExpress设置配置

TekExpress设置偏好

该功能利用PCI-SIG的SigTest EXE分析已获取的波形，使得分析结果与PCI-SIG工作组用于符合性测试的SigTest后捕获分析软件一致。

PCE3、PCE4和PCE5选项中的TekExpress自动化软件在选择数据速率、电压摆动、预设值和要运行的测试方面提供了灵活性。它还提供了去嵌通道和测试夹具效应的选项，能够根据规范要求提供引脚信号的准确表示。

TekExpress使用Tektronix下一代PAM4工具PAMJET进行测量。在分析过程中，TekExpress会根据规范自动设置该工具，捕获结果并将其报告给用户。PAMJET还允许专家用户配置PAMJET工具，以在非规范设置下测试DUT进行调试。

PAMJET引入了信号与噪声失真比（SNDR）测量，其测量方法已更新，以支持最新的PCI Express 6.0基础规范。集成了仪器噪声补偿功能以提高测量的准确性。

在PAM4发射机分析中选择测量类别

所有分析结果都编译成PDF/HTML/CSV格式的报告，其中可以包括通过/失败摘要、眼图、设置配置和用户评论。报告的内容可以自定义，以包括感兴趣的信息，如附加结果和基于测试名称/通过失败/均衡化的自定义报告生成。

TekExpress报告生成偏好

TekExpress结果摘要

使用TekExpress进行参考时钟测试

由于PCI-SIG标准支持的最高数据速率驱动的抖动限制减少，参考时钟测试已经从可选变为许多设计中的必需。此外，由于在Gen5系统中取消了双端口（数据和时钟发射机测试），因此需要在参考时钟上进行符合性测试。TekExpress PCIe解决方案现已集成了SkyWorks时钟抖动工具，使参考时钟测试自动化且无麻烦。一旦用户将参考时钟输出连接到示波器，TekExpress PCIe软件将获取信号，调用SkyWorks时钟抖动工具，并提供Gen1至Gen5的参考时钟测试结果。Skyworks时钟抖动工具支持仪器噪声补偿。

开关矩阵自动化

开关矩阵应用程序允许使用射频开关配置和设置自动化的多通道测试。该解决方案允许您将多个发射机信号映射到指定的输入，并将选定的输入转发到另一个继电器或示波器通道。选项SWX-PCE支持使用Keithley和Gigatronics开关分别进行最多x12和x16通道的测试，增强了吞吐量和自动化测试速度。

开关矩阵应用程序设置

开关配置示例

Debug and validation

如果DUT或Add-in Card的任何部分未通过符合性测试，应用程序包括一个基于DPOJET的调试和分析工具包，专门用于PCI Express接口的调试和验证。

PCIe Gen3和Gen4引入的新抖动测量提供了针对数据依赖性抖动（DDJ）和非相关确定性抖动（UDJDD）的独立限制。分离DDJ（可以通过发射机和接收机均衡进行补偿）和UDJDD（可能由串扰和电源噪声等效应引起）非常重要。

除了上述抖动测量外，脉冲宽度抖动（PWJ）是一个新测量，用于解决8到16 Gb/s的信道损耗增加问题。PWJ测量的目的是确保孤立比特符合最小脉冲宽度要求。所有新抖动测量都实现了基于基本规范的Q标度外推法。Tektronix的PCE3、PCE4和PCE5选项提供了完整的PCI Express 3.0、4.0和5.0基础规范抖动测量集，帮助硅片设计人员验证其硅片是否符合基础规范要求。

此外，基础规范要求在发射机引脚处定义。测量计算之前，必须去嵌测试通道。可以使用Tektronix的SDLA64串行数据链路分析软件轻松创建去嵌滤波器，然后将其快速输入到PCE3和PCE4基础规范测量设置中并保存以备将来使用。除了抖动外，PCE3和PCE4还提供了电压、封装损耗和发射机均衡测量。

PCE3和PCE4选项利用Tektronix SDLA64软件的信道建模和接收机均衡功能来支持CEM测量。与其他解决方案不同，PCE3和PCE4选项提供了完整的信号可视性，展示了嵌入符合性信道后的信号以及应用接收机均衡后的信号。可以设置眼图和测量来直观地查看信道嵌入、CTLE应用和DFE的结果。例如，在确定最佳Rx均衡设置（CTLE设置和DFE抽头值）时，生成的眼图和测量显示了后处理对采集信号的影响。然后可以在波形上进行符合性测量。

TekExpress PCI Express测试报告

DPOJet PCE3基础规范测量套件

用于Gen6基础测量的PAMJET

Tektronix创建了一个下一代PAM4工具，称为PAMJET，用于Gen6基础测量。该PAMJET工具可以配置测量，执行Bessel Thompson滤波，配置Gen6时钟恢复，配置CTLE，并报告结果。这些内置功能专为辅助Gen6基础测试而设计。

基于DPOJET的参考时钟测量

Tektronix基于DPOJET的RefClock测量为实现PCI Express基础规范Rev 1.0中描述的Gen1、Gen2、Gen3、Gen4和Gen5参考时钟规范提供了可靠的方法。

RefClk测量示例，及生成的图表

DPOJET测量及其图表

全面的程序接口

您可以使用可编程仪器标准命令（SCPI）与TekExpress应用程序通信。TekExpress应用程序的在线帮助文档描述了TCPIP套接字配置和TekVISA配置以执行SCPI命令的步骤。

PCI Express解码器（Gen1-4, 选项SR-PCIe）

解码并以协议感知视图显示PCIe数据，显示标准中的字符和名称，例如有序集合：SKP，电气空闲和EIEOS。具有波形的时间相关事件表视图允许同时快速搜索感兴趣的事件。所有解码功能都支持PCIe第1至4代。PCIe触发器通过示波器垂直菜单下的总线设置轻松配置，并提供多种用户可调设置。PCIe数据流与串行总线触发和搜索集成，用于PCIe第1代和第2代，允许触发感兴趣的信息。