PCIe線束測試信號完整性的方法

       本文主要描述了PCIe接口的線纜測試的大致方法，不局限于線纜，PCB板上的接口也可以測，從1.0到6.0（7.0待定），傳輸速率越來越快，通道也由單通道變成兩通道，但是測試的思路和方法大致不變，只是需要用到的測試儀器是網絡分析儀，支持的帶寬需要更高。

一、PCIe線纜測試需求背景

       隨著數據中心服務器的更新換代，AI算力的突飛猛進，服務器上的內部傳輸協議從PCIe4.0到PCIe6.0甚至PCIe7.0突破，傳輸速率也從單通道16GT/S到64GT/S飛躍。在同樣帶寬的條件下，調制方式從NRZ向PAM4的發展也變成了必然，同時為了提高吞吐量市場上更出現了20X的PCIe傳輸線纜，通道數和速率的增加使工程師面臨著非常大的測試挑戰。

二、軟件上的需求

       軟件上，主要是關注信號完整性，每個高速互連技術都繞不開信號完整性（Signal Integrity），信號完整性可以看出數據傳輸過程中有沒有變形，主要關注兩個方向，一個是頻域傳輸指標，另一個是時域指標，其中頻域指標有：插損(IL)、回損(RL)、串擾(NEXT, FEXT)、模式轉換(Mode Conversion)、屏蔽效應(EMI, RFI)，時域指標有：時域阻抗(Impedance)、上升時間(Rise Time)、時間差(Skew)、振鈴(Ringing: overshoot, undershoot)、電平(Level)、抖動(Jitter)、眼圖(Eye Diagram)、誤碼率(BER)。

       以上這些指標，需要基于硬件上采樣成功的前提下。

三、PCIe互連技術測試

      測試線材、接口、PCB板的本質就是測信號能不能在預期的標準下去保留信號的完整新，硬件上主要根據接口版本，選擇合適帶寬和端口數的網絡分析儀，網絡分析儀內置信號源和接收機，可以很好的測試插入損耗、回波損耗等S參數，這和信號完整性需要的硬件基礎相契合，所以成了用戶的選擇，此外還需要制作相應的夾具，引出數據傳輸通道。對于PCIe來講，由于lane口比較多，可支持32通道，所以選擇開關矩陣就比較重要了，重復的插拔會影響夾具的使用壽命，買過夾具的朋友可能知道，夾具并不便宜，所以建議搭配開關矩陣來使用，一來效率提高，二來提高了夾具的使用壽命。