PCIe接口眼图测试 笔记本PCIe接口信号完整性及一致性测试

PCI Express 是一种并行总线体系结构，支持任何两个端口之间的全双工通信，PCIe 接口自从被推出以来，已经成为了 PC 和Server上ZUI重要的接口。为了更高的数据吞吐率，PCI-SIG组织于 2010 年推出了 PCIe3.0，数据速率达到了8GT/s；于 2017 年推出了PCIe 4.0，数据速率达到了 16GT/s。PCIe3.0 已经是 PC上的标配接口；而PCIe 4.0 目前仍处于高端 Server 上，在 PC 上也在开始普及。

CIExpress是一种分层协议，由事务层，数据链路层和物理层组成。数据链路层被细分为包括媒体访问控制（MAC）子层。物理层被细分为逻辑和电子子层。物理逻辑子层包含物理编码子层（PCS）。这些术语借鉴了IEEE802网络协议模型。

一、PCI Express 互连

PCI Express设备通过称为互连或链路的逻辑连接进行通信。链路是两个PCIExpress端口之间的点对点通信通道，允许它们发送和接收普通PCI请求（配置，I /O或存储器读/写）和中断（INTx，MSI或MSI-X）。在物理层面上，一条链路由一条或多条通道组成。低速外设（例如802.11Wi-Fi卡）使用单通道（×1）链路，而图形适配器通常使用更宽更快的16通道链路。

二、PCI Express 通道

通道由两个差分信号对组成，一对用于接收数据，另一对用于发送。每个通道由四条线或信号迹线组成。在概念上，每条通道用作全双工字节流，在链路端点之间的两个方向传输8位“字节”格式的数据包。物理PCIExpress链路可能包含1个到32个通道，更地包括1,2,4,8,12,16或32个通道。通道计数用“×”前缀（例如“×8”表示八通道卡或插槽），×16是常用的ZUI大尺寸。

PCIExpress标准定义了多个宽度的插槽和连接器：×1，×4，×8，×12，×16和×32。这允许PCIExpress总线服务于不需要高吞吐量的成本敏感型应用，以及诸如3D图形，网络（万兆以太网或多端口千兆位以太网）和企业级存储（SAS或光纤通道）等关键性能的应用。

三、串行总线

PCI Express是串行互连替代并行总线的一般趋势的一个例子;其他示例包括Serial ATA（SATA），USB，SerialAttached SCSI（SAS），FireWire（IEEE1394）和RapidIO。在数字视频中，常用的例子有DVI，HDMI和DisplayPort。多通道串行设计增加了灵活性，其能够为较慢的设备分配较少的通道。

四、PCI Express 应用

PCIExpress在消费者，服务器和工业应用中有广泛的应用，在几乎所有现代PC（从消费者笔记本电脑和台式机到企业数据服务器）中，PCIe总线作为主要的主板级互连，将主机系统处理器与集成外设（表面贴装IC）连接起来，和附加外设（扩展卡）。在大多数这些系统中，PCIe总线与一个或多个传统PCI总线共存，以便与大量传统PCI外设的向后兼容。

五、PCI Express 面临的挑战

云计算、IOT 和人工智能等下一代创新将带来很多新挑战。随着 PCI Express 标准从 Gen 4 (16.0 GT/s)发展到 Gen 5 (32.0 GT/s)，由于数据速率加倍，工程师面临着各种新的验证挑战：

◆ 克服更高的信道损耗和符号间干扰 (ISI)

◆ 芯片和平台的设计裕量越来越小，环境也越来越受限

◆ 在物理层和协议层进行调试

六、PCI Express接口信号测试案例

Non Transition Eye

Transition Eye

PCIe 3.0 的接收端测试的示意图

启威测信号完整性实验室测试能力

启威测实验室提供PCI Express接口信号完整性量测、PCI E接口一致性测试验证、PCI E接口眼图测试。

PCI Express接口信号量测部分夹具展示：

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