启威测实验室引进59GHz示波器，以满足最新的PCIe技术

PCIe技术随着数据中心计算能力诉求不断的提升，其迭代更新速度也在不断加快。PCIe 4.0的应用刚开始普及，支持PCIe 5.0的产品也已开始出现。由于速率的翻倍（单通道32Gb/s），相比PCIe 4.0，不论是板卡还是芯片，PCIe 5.0的设计和调测都会面临更大的挑战，启威测实验室引进59GHz示波器，以满足最新的PCIe技术；

让我们先了解一下今天的主角59GHz示波器，请看设备照片：技术参数如下：.59GHz 示波器

商品品牌：

美国泰克Tektronix

商品型号：

DPO75902SX

带宽：

59 GHz 采样率：200 GS/s,

配套软件：

PCIe 4.0、PCIe 5.0、DDR4、LPDDR4、DDR5、LPDDR5、USB3.2、USB4.0、HDMI2.1等一致性测试软件。

PCIe 5.0是PCIe发展的重要分水岭，今天我们重点来讲PCIe 5.0。01PCIe 5.0定义结合应用需求，计算单元、网络单元和存储单元的动态，PCIe 5.0定义的愿景是：“数据中心/云计算的游戏规则改变者，对未来替代协议的内置支持。”

PCIe 5.0具备修改了的训练序列（TS1&TS2），带有用于未来的替代协议的ID的新字段和增强的预编码。这标志着PCIe标准的开放，允许未来的协议利用一些经过验证的PCIe固件和软件堆栈，并扩展PCIe的范围和功能——简单地说，未来PCIe的物理层可以接受不同协议的连接。PCIe 5.0为人工智能/机器学习(AI/ML)、数据中心、边缘、5G基础设施和图形领域的下一代应用提供高带宽和低延迟连接。

图3 PCI-SIG公布的PCIe带宽路线图

02PCIe 5.0面临的挑战PCIe 4.0对通道损耗的要求是8GHz小于28dB，而PCIe 5.0则是16GHz小于36dB。PCIe 5.0相对于4.0的速率提高了一倍，损耗要求却没有下降太多。大致相当于对于硬件设计的损耗控制要求提高了几乎一倍。

图4 PCIe1.0~PCIe5.0参数比较

由于PCIe 4.0酝酿和培育市场的时间比较长，为了确保长距离传输中的信号质量，PCIe 4.0阶段首次引入了信号调节的概念。有两种信号调节功能的器件供选择：ReDriver（中继器）和ReTimer（重定时器）。

ReDriver功能相对简单，通过发射端的驱动器和接收端的滤波器，提升信号强度，实现对损耗的补偿，进而使得眼图的窗口变大，让整个PCIe通道看起来有更小的衰减。由于ReDriver有没涉及到任何协议相关的内容，所以其两端的PCIe设备是无法感知到ReDriver器件的存在的。ReDriver在PCI-SIG中已经标准化，产品也有标准封装。

ReTimer相对于ReDriver增加了CDR（Clock& DataRecovery)电路，它是一种数字信号和模拟信号混合设备。进入ReTimer的模拟信号会被还原成数字信号，再重新变成模拟信号发出去。由于ReTimer增加了一次信号整理的过程，它可以消除信号的抖动，而ReDriver不能消除抖动。既然ReTimer可以处理数字信号，它也是与协议相关的，这就带来的两个问题：数据处理过程增加了时延，因此一条PCIe链路中最多使用2个ReTimer，否则延迟太大；ReTimer成本较高，且应与协议的版本匹配。

在PCIe 4.0的系统中，建议在主板、背板等部分使用ReTimer来确保时序的同步，但不是必须的，可以根据布线的距离来决定。但到了PCIe 5.0阶段，ReTimer已经是必选项，具体在整体链路中的哪个位置安排ReTimer需要谨慎考虑。 03启威测SI实验室PCIe 5.0测试方案

PCIE 5.0 测试方案

发送、接收端测试规范：

发送端的测项包含：

Tx Signal Quality Test

Tx Preset Test

Tx LEQ Test

Tx Initial TXEQ Test

Lane Margining Test

PLL Test

CLK Test

System Tx Diagrams

AIC Tx Diagrams

接收端的测项包含：

RxBERT Test

RxLEQ Test

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审核编辑 ：李倩