Különböző n, kulcsfontosságú közösség pci express vevőinek tesztelése
Thorsten Götselmann, a Keysight Technologies mérnöke (Thorsten Götzelmann ThorstenG)
Wikipedia-ből:
PCI Express. vagy PCIe. vagy PCI-E (más néven 3GIO 3rd Generation I / O) - számítógépes busz (bár a fizikai réteg busz nem, egy olyan vegyület típusú „pont-pont”) használ programozási modell PCI busz, és nagy fizikai protokoll alapján Soros adatátvitel.
PCI Express specifikációk
Alapvető előírások
CEM specifikációk
A PCI Express legáltalánosabb modellje valószínűleg a PCI Express bővítőhely, amelyet a PCI Express (CEM) kártya elektromechanikai jellemzői határoztak meg. A vevőkészülékek tesztelésében két különböző típusú eszközt kell figyelembe venni: bővítőkártyák és alaplap (rendszer) kártyák. A CEM csak szinkron üzemmódot használ, és az egyetlen olyan PCI Express ökoszisztéma, amely a szabványnak megfelelő kötelező tanúsítási programot kínál, beleértve a fizikai réteg teszteket is. A PCI-SIG integrátorok listáján szereplő összes eszközt az egyik PCI-SIG laboratóriumban kell tesztelni. A szükséges fizikai réteg-megfelelés-teszteket a PCI Express (CTS) fizikai réteg-architektúra-vizsgálati specifikáció határozza meg. A CTS-teszteket úgy tervezték meg, hogy azok a laboratóriumban elvégezhetők legyenek.
Ennek eredményeképpen a CTS szerint a vevők tesztelése nem lehet olyan szigorú és kevésbé összetett, mint az alapvető előírásoknak megfelelő tesztelés.
Fizikai réteg tesztelési előírások (M-PHY)
Az M-PCIe felváltja a PCI Express fizikai réteget az M-PHY-ra definiált fizikai réteggel. Ezért a vevő teszteket az M-PHY specifikációnak megfelelően kell végrehajtani, nem pedig a PCI Express specifikációval. Az M-PHY a MIPI® Alliance által meghatározott fizikai réteg.
A PCI Express vevők tesztelésének követelményei
A vizsgálati követelmények és a kalibrációs módszerek eltérőek a különböző adatsebességek esetében. A PCIe 3.0 specifikációban a referenciapont átkerül a chipen belül, és a torzított tesztjel struktúrája összetettebb lesz. Ezenkívül a vevők tesztelésére alkalmazott módszer, amely a csatorna interferencia-interferenciáját írja le, eltér a 2,5 / 5GT / s és a 8/16 GT / s sebességtől.
Továbbá a tesztelési követelmények határozzák meg a visszamenőleges kompatibilitást. Ez azt jelenti, hogy a nagyobb sebességgel működő eszköznek kompatibilisnek és alacsonyabb adatsebességeknek kell lennie.
PCI Express 2,5 Gt / s
A vevőkészülék specifikációi a vevőkészülékeken vannak meghatározva. A specifikációk azonosak a különböző szinkron és aszinkron üzemmódokhoz tartozó időzítési sémákkal. Csak a vevő egy egyszerű maszkja van definiálva. Mivel a random jitter (RJ) specifikációk nem állnak rendelkezésre, általában 5 Gt / s sebességgel meghatározott RJ értékeket használnak. Az alap specifikációk tesztelése nem igényel semmilyen előfeszítést, de a CEM szerint elvégzett tesztelés megköveteli.
A legrosszabb körülményekre vonatkozó tényezők:
- Inter-szimbólum interferencia (ISI) külső csatornán keresztül. Az inter-szimbólum interferenciának kell lennie a determinisztikus jitter (DJ) fő összetevőjének. A CEM tesztekhez alapkártyára van szükség a PCI-SIG (CBB) és a betartandó kártyák megfelelésének teszteléséhez (CLB). A gen1 és gen2 CBB kártyát úgy kell konfigurálni, hogy a vevők tesztelésére használható
- Random jitter (RJ)
- A szükséges szemzárás biztosítása érdekében az intersymbol interferenciát kiegészíti a szinuszos jitter (SJ)
- Fázisú szinuszos interferencia (CM-SI), csak az alapvető előírásokhoz
PCI Express 5 GB / s
A vevőkészülékekre vonatkozó specifikációk szintén meghatározásra kerültek. Az alap specifikációk meghatározzák a CC vagy DC használatával kapott vevők különböző paramétereit. A CEM előírások nem alkalmazzák a CM-SI-t, de adjon hozzá egy második magas frekvenciájú jitter hangot. A CC alkalmazási forgatókönyvek esetében megmaradó SSC (rSSC) van definiálva; Az rSSC egy háromszög fázismoduláció, amelyet csak torzított tesztjelre alkalmaznak, de nem egy referenciaórára. Meghatározza a legrosszabb feltételeket, amelyek között lehet egy vevő az SSC referenciaóra és a bemeneti adatjel SSC között.
A legrosszabb körülményekre vonatkozó tényezők:
- Inter-szimbólum interferencia külső csatornán keresztül. Az inter-szimbólum interferenciának kell lennie a rendszeres jitter fő komponensének. A CEM tesztekhez alapkártyára van szükség a PCI-SIG (CBB) és a betartandó kártyák megfelelésének teszteléséhez (CLB). A gen1 és gen2 CBB kártyát úgy kell megváltoztatni, hogy felhasználható legyen a vevők tesztelésére.
- Spektrumszűrésű véletlenszerű jitter (sRJ) nagyobb frekvenciájú amplitúdóval 1,5 MHz-ig és kisebb amplitúdó 1,5 és 100 MHz közötti frekvenciaspektrumhoz
- A szükséges szemzárás biztosítása érdekében az intersymbol interferenciát kiegészíti a szinuszos jitter (SJ)
- SSC:
- Az rSSC-t CC alapú implementációkhoz használják a CEM alapú tesztrendszerek mellett, mivel az SSC-t a rendszer órajelsebessége határozza meg
- Az SSC-t DC-alapú implementációkhoz használják
- CM-SI, csak az alapvető előírásokhoz
- Másodlagos nagyfrekvenciás hang SJ csak a CEM specifikációkhoz
PCI Express 8 GB / s
Ábra. 1. A TP2-P referenciapont, amely a PCIe vevő 8 Gt / s specifikációjában szerepel
A megnövelt átviteli sebesség gyakorlatilag ugyanazon a csatornán keresztül javítja a szükséges vevőt, ezért nagyon fontos a vevőegység tesztelése. A vevőkészülék specifikációját a korrektorok (CTLE és DFE) után a vevőkészüléken belül részletesebben írják le. Ezt a referenciapontot TP2-P-nek hívják. A referenciapont meghatározásának elmozdulása miatt a torzított tesztjel kalibrálásához szükség van a vevő viselkedési csomagjának integrálására, valamint a korrekciós áramkörök szimulációjára és az órafrekvencia visszaállítására.
Ábra. 2. Példa áramkörre a PCIe bővítőkártya-vevő teszteléséhez 8 Gt / s
A legrosszabb körülményekre vonatkozó tényezők:
- Inter-szimbólum interferencia külső csatornán keresztül. A CEM tesztekhez PCI-SIG (CBB) megfelelőségi teszteléshez egy alapkártyát, egy adaptert és egy tápegységet kell használni a gen3-nak egy hosszú csatorna (CLB) és a CBB gen2 egy rövid csatorna számára
- Véletlen jitter egy 10 MHz-es magasáramú szűrővel
- Szinuszos jitter, különböző jitter tolerancia maszkok CC és SRNS / SRIS
- SSC, csak SRIS:
- Háromszög eloszlás az alsó oldalra 33 kHz-nél korlátozó feszültséggel történő teszteléshez
- Szinuszos eloszlás az alsó oldalra 33 kHz-en a korlátozó jitteres teszteléshez
- DM-SI
- CM-SI, csak az alapvető előírásokhoz
A PCIe vevők fizikai képességeinek javítása után az adó korrekciójának optimalizálása a csatorna-képzési eljáráshoz került, amely figyelembe veszi az aktuális csatorna, adó és vevő jellemzőit.
PCI Express 16 Gt / s
A PCI Express 4. generációja 16 GB / s sebességet támogat. A 4.0 specifikációkat még nem hozták nyilvánosságra, és jelenleg is folyamatban van a munka. Még munkacsoport PCI-SIG, dolgozó 4.0 és az előírásokat a vevő 16 GT / s, a legvalószínűbb, akkor kövesse a kalibrációs módszert vevők 8 GT / s fejlesztések javítását célzó kompatibilitást a különböző vizsgálati kör. Beállítása szélessége és magassága a szem fölött a véletlenszerű jitter és a DM-SI vevő kalibrálás során PCIe 8 GT / s kombinálva toleranciasávval csatornán ± 2 dB, valószínűleg problematikus. A kisebb veszteségekkel rendelkező rendszerek jelentősen több véletlenszerű jittert igényelhetnek a szemnek a meghatározott értékekhez való közelítéséhez a nagy veszteségű rendszerekhez képest. De a legtöbb vevők jobban képesek megbirkózni a csatornavesztés által okozott inter-szimbólum-interferenciákkal, mint a véletlenszerű jitterrel, és ennek eredményeként két mérési séma összeegyeztethetetlen tesztelési feltételeket teremthet. E helyzet orvoslása érdekében, a szokásos szigorítás tűréseket a vizsgálatot csatornák igénylő valamilyen szimbőlumközi interferencia konfiguráció, például adja meg a csatorna kártyák különböző értéke közötti interferenciát.
Előzetes tényezők, amelyek meghatározzák a legrosszabb feltételeket:
- Inter-szimbólum interferencia egy választható vagy választható külső csatornán keresztül. A CEM tesztelése valószínűleg előírja a PCI-SIG által kifejlesztett és szállított vizsgálóberendezések használatát
- Véletlen jitter egy 10 MHz-es magasáramú szűrővel
- Szinuszos jitter, különböző jitter tolerancia maszkok CC és SRNS / SRIS
- SSC, csak SRIS:
- Háromszög eloszlás az alsó oldalra 33 kHz-nél korlátozó feszültséggel történő teszteléshez
- Szinuszos eloszlás az alsó oldalra 33 kHz-en a korlátozó jitteres teszteléshez
- DM-SI
- CM-SI, csak az alapvető előírásokhoz
Csatorna-korrekciós tesztelés
A csatorna korrekciós tesztek eltérhetnek a vevőkészülékektől és az adókészülékektől. Vizsgálatok vevők nem különböznek a klasszikus tesztek vevők az eltéréssel, hogy a vevő DUT „egyetért” a küldőt a frekvencia korrekció BERT és beállítás előtti emelési tulajdonságoktól használt teszt a vevőkészülék. A torzított tesztjel kalibrálása megegyezik a 8 Gt / s vevők klasszikus tesztelésével.
Az adócsatorna korrekciójának vizsgálata két tényezőre összpontosul:
- A tényleges hullámforma csatornapartner kérések alapján. Ez magában foglalja a tényleges hullámformában bekövetkező változásokat, és biztosítja, hogy a jel megfeleljen a célmeghatározások követelményeinek
- Válaszidő a csere csatornán keresztül a partner részéről történő megváltoztatásra. Ez a logikai válasz idejétől és a fizikai válasz idejéből áll. A logikai válaszidő a módosítási kérelem és a partner felé történő visszaigazolás elküldése közötti idő, míg a fizikai válaszidő a változási kérelemnek az aktuális hullámforma-változásig eltelt ideje.
következtetés
Minden új kiadás a PCI Express szabvány kiterjed az adatátviteli kapacitás korlátai csatornák végre a táblák üvegszálas FR4, és ezért egyre összetettebb vevők. Ennek eredményeképpen olyan ellenőrző és mérőberendezéseket kell használni, amelyek nagyszerű képességekkel és bonyolultabb tesztelési rendszerekkel rendelkeznek. Az ellenőrző és mérőberendezések gyártói kénytelenek reagálni ezekre az új követelményekre. Jó példa erre a BERT rendszerek fejlesztése a Keysight Technologies által. Például a rendszer J-BERT M8020A BERT BERT integrációját mutatja be a klasszikus elemek egyetlen egységben, amely új funkciók, mint például LTSSM, amelynek célja a bonyolult az új teszt.
A PCIe és a PCI Express a PCI-SIG® bejegyzett védjegyei.
A MIPI a MIPI, Inc. bejegyzett védjegye az Egyesült Államokban és más országokban.