通过合规性测试，实现PCIe生态系统协作的第一步

PCI Express（PCIe）是有史以来应用最为广泛且可扩展的互连技术。作为PCIe IP解决方案的领先供应商，新思科技很高兴地宣布，其PCIe 5.0 IP解决方案（包含数字控制器和物理层（PHY））正式通过了PCI-SIG 5.0合规性测试，成为首个入选5.0集成商名单的IP产品。这使得PCIe 5.0片上系统（SoC）设计的早期开发成为可能，确保开发者能够集成最新的高速接口，从而保证其产品可以通过合规性测试，并在整个PCIe生态系统内实现可靠的互操作性。

其中，新思科技CXL 2.0控制器IP是首个入选PCIe 5.0集成商名单的此类控制器。PCIe是大数据传输应用的理想选择，而CXL非常适合用于加速器、协处理器和其他共享同一内存空间数据的系统。

观看视频，了解新思科技CXL 2.0 IP合规性测试和与Teladyne LeCroy Z516 Exerciser的互操作性演示。

外设组件互连特别兴趣小组（PCI-SIG）是管理外设组件输入/输出数据传输标准化方法的机构。该社区由800多家企业成员组成，专注于开发基于不同规范的可互操作产品，包括为企业、通信和移动平台等不同应用而设计的PCIe框架。PCIe 5.0规范将数据传输速度和带宽能力提高至32 GT/s的最大链路速度，带宽则最高可达128 GB/s。

本文将介绍PCIe合规性的几大优势、具体的合规性测试过程，5.0标准与前几代PCIe的区别，以及在设计符合PCIe标准的解决方案时需要考虑哪些建议。

为何PCIe合规性如此重要？

新兴的创新离不开更高的CPU速度、更快的内存存储和高性能的消费电子设备，这些都要求系统互连具有更出色的带宽可扩展性。PCIe架构等行业标准能够确保这些要求在数据中心、人工智能/机器学习、云计算等众多细分市场都得到满足。

在芯片设计领域，人们关注的一大问题是如何确保市场上的所有产品能够协同工作，而PCI-SIG合规性测试能够起到这方面的作用。各家公司携带自己的产品参加PCI-SIG合规性研讨会，以确认产品符合PCIe规范的关键要求，更重要的是，确保这些产品不管是来自客户还是其他生态系统合作伙伴，都能够与其他产品进行互操作。

虽然内测可以在一定程度上检查这种跨供应商的功能兼容性，但通过PCIe合规性测试则能更有力地说明，相应产品与其他供应商的产品的互操作性已经得到了各位行业领袖的全面验证。俗话说，“实践是最好的证明”。有了该合规性保障，开发者在构建芯片时便可以自信地认为，他们的设备将能与市场上的其他设备协同工作。

经过实践验证的互操作性：

通过PCIe合规测试

无论是PCIe 5.0标准，还是任何其他PCIe标准，通过相关的合规性测试，都不是一件容易的事。该流程包括两种不同的测试类别：互操作性测试和Gold Suite测试。这些测试在PCI-SIG合规性研讨会上进行，也是PCI-SIG成员开发者之间在完成众多开发工作后得到的成果。这些成员制定了一套测试与规范，旨在衡量每个产品是否符合关键的规格参数，并确保与其他设备的兼容性。

互操作性测试是“plugfest”测试的一部分。这一环节更类似于物理互操作性测试，在该环节中，来自不同公司的开发者将自己开发的设备与其他人开发的设备“插接”在一起，从而直接评估连接状况。

例如，假设开发者A带来了自己设计的PCIe 5.0插件卡，而开发者B带来了他们的PCIe 5.0服务器或台式机。开发者A会将插件卡接入开发者B的系统，如果双方确认能够以最高的通用链路速度和最大的通用链路宽度正确建立PCIe链路，则他们便确认这两部设备功能相兼容。开发者A将会在许多其他系统上不断重复这个过程，而开发者B也会测试其他一些插件卡。

另一方面，Gold Suite测试会对PCIe规范中被判定为影响互操作性的关键部分进行测试，其中包括使用各种电气协议测试和相关设备，例如用于评估信号传输质量的误码率测试仪，以及用于查看和分析设备电气信号的示波器。虽然在为期一周的活动中不可能完全验证PCIe规范的每一个参数和排列组合，但这些测试代表了开发者花费数千小时而得出的成果并专注于那些最影响互操作性的参数。

积极参与PCI-SIG测试

每个行业标准都会带来一系列独特的挑战。在为PCIe设计IP解决方案时，必须持续参加每年举办的各种PCI-SIG合规性研讨会并进行设备测试。因为每次研讨会都能接触到不同的设备，这就为互操作性测试创造了最大的可能性。

虽然通过一场合规性研讨会便足以入选PCI-SIG集成商名单，但只有不断参加更多的研讨会并进行测试，才能带来真正的收益。可以说，参加前面提到的开发活动（通常称为“FYI研讨会”或“FYI会前研讨会”）更为重要。这些活动有助于PCI-SIG开发合规性测试，并让供应商可以从设计过程的早期阶段就强化他们的产品，确保尽早涵盖所有的电气、事务和配置规格。因此，有助于在最终决定研讨会开始后，顺利通过合规性测试。

此外，在IP领域，我们倾向于单独看待PHY和控制器。但要通过合规性测试，开发者需要使用可以实际操作和评估的设备。如果不能把控制器连接到PHY上，使它能够与外界通信，那么即便拥有世界上最强大的控制器也无用武之地。同样，只是单独地适当控制PHY，也无法通过合规性测试。专攻其中一部分的供应商通常需要与其他行业参与者合作，以确保端到端的合规性。

新思科技从一开始便将这两部分结合到一起，这对于成功实现互操作性和通过广泛的合规性测试必不可少。

新思科技积极参与PCI-SIG工作组和这些测试的开发，从首个FYI会前研讨会开始，便提供其PHY和控制器IP解决方案作为测试工具。这意味着其他供应商可以利用新思科技的IP解决方案持续测试和调试他们的产品，并提前为最终的合规性测试做好准备。新思科技坚持“以行动证明自己”的做法，具体还包括赞助PCI-SIG开发者大会，在PCI-SIG理事会任职，以及安排数十名开发者积极参与多个PCI-SIG工作组。

与大多数参与PCIe合规性测试的供应商不同，新思科技还支持在插件卡（端点）和系统（根端口）配置中运行其IP，从而为行业带来更广泛的互操作性视角。由于大多数系统都依赖于几个大型CPU供应商的PCIe根端口设计，这些供应商通常采用专有的实现方式，而非开放标准IP，因此将其根端口设计作为插件卡（端点）进行测试绝对有必要。

不过要借助插件卡中使用的各种PCIe端点实现方式进行测试，唯一的方法是采用系统及其相关的PCIe根端口IP。由于大多数其他IP供应商只测试插件卡，其根端口IP的客户不得不先搭建自己的系统，然后才能评估与所有其他实现方式的互操作性。

新思科技的PCIe IP在这两种配置中都经过了测试，因此客户可以确信，无论设备连接至哪种PCIe实现方式，他们的设计都能与整个PCIe生态系统协同工作。

结语

采用经验证且经供应商审核的IP至关重要，原因有很多种。首先，它可让开发者的芯片一次就通过测试并与其他供应商的芯片相兼容。其次，它可以减少错误，避免因重新流片而在时间和成本上造成过高的花费，同时也确保了数据安全。最后，与正确的IP供应商合作不仅有利于开发者获得PCIe带来的诸多益处，而且还可让开发者在应对未来日益增长的应用复杂性及速度要求时，始终领先于竞争对手。