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虽然在编码方式和芯片内部做了很多工作，但是传输链路的损耗仍然是巨大的挑战，特 别是当采用比较便宜的PCB板材时，就不得不适当减少传输距离和链路上的连接器数量。 在PCIe3.0的8Gbps速率下，还有可能用比较便宜的FR4板材在大约20英寸的传输距离 加2个连接器实现可靠信号传输。在PCle4.0的16Gbps速率下，整个16Gbps链路的损耗 需要控制在-28dB @8GHz以内，其中主板上芯片封装、PCB/过孔走线、连接器的损耗总 预算为-20dB@8GHz,而插卡上芯片封装、PCB/过孔走线的损耗总预算为-8dB@8GHz。

整个链路的长度需要控制在12英寸以内，并且链路上只能有一个连接器。如果需要支持更 长的传输距离或者链路上有更多的连接器，则需要在链路中插入Re-timer芯片对信号进行 重新整形和中继。图4.6展示了典型的PCle4.0的链路模型以及链路损耗的预算，图中各 个部分的链路预算对于设计和测试都非常重要，对于测试部分的影响后面会具体介绍。 PCIE 系统架构及物理层一致性测试；四川PCI-E测试服务热线

在物理层方面，PCIe总线采用多对高速串行的差分信号进行双向高速传输，每对差分  线上的信号速率可以是第1代的2 . 5Gbps、第2代的5Gbps、第3代的8Gbps、第4代的  16Gbps、第5代的32Gbps,其典型连接方式有金手指连接、背板连接、芯片直接互连以及电  缆连接等。根据不同的总线带宽需求，其常用的连接位宽可以选择x1、x4、x8、x16等。如  果采用×16连接以及第5代的32Gbps速率，理论上可以支持约128GBps的双向总线带宽。 另外，2019年PCI-SIG宣布采用PAM-4技术，单Lane数据速率达到64Gbps的第6代标  准规范也在讨论过程中。列出了PCIe每一代技术发展在物理层方面的主要变化。四川PCI-E测试服务热线PCI-E 3.0数据速率的变化；

如前所述，在PCle4.0的主板和插卡测试中，PCB、接插件等传输通道的影响是通过测 试夹具进行模拟并且需要慎重选择ISI板上的测试通道，而对端接收芯片封装对信号的影 响是通过软件的S参数嵌入进行模拟的。测试过程中需要用示波器软件或者PCI-SIG提 供的测试软件把这个S参数文件的影响加到被测波形上。

PCIe4.0信号质量分析可以采用两种方法： 一种是使用PCI-SIG提供的Sigtest软件 做手动分析，另一种是使用示波器厂商提供的软件进行自动测试。

·TransactionProtocolTesting(传输协议测试):用于检查设备传输层的协议行为。·PlatformBIOSTesting(平台BIOS测试):用于检查主板BIOS识别和配置PCIe外设的能力。对于PCIe4.0来说，针对之前发现的问题以及新增的特性，替换或增加了以下测试项目·InteroperabilityTesting(互操作性测试):用于检查主板和插卡是否能够训练成双方都支持的比较高速率和比较大位宽(Re-timer要和插卡一起测试)。·LaneMargining(链路裕量测试):用于检查接收端的链路裕量扫描功能。其中，针对电气特性测试，又有专门的物理层测试规范，用于规定具体的测试项目和测试方法。表4.2是针对PCIe4.0的主板或插卡需要进行的物理层测试项目,其中灰色背景的测试项目都涉及链路协商功能。PCI Express物理层接口(PIPE)；

这么多的组合是不可能完全通过人工设置和调整  的，必须有一定的机制能够根据实际链路的损耗、串扰、反射差异以及温度和环境变化进行  自动的参数设置和调整，这就是链路均衡的动态协商。动态的链路协商在PCIe3.0规范中  就有定义，但早期的芯片并没有普遍采用；在PCIe4.0规范中，这个要求是强制的，而且很  多测试项目直接与链路协商功能相关，如果支持不好则无法通过一致性测试。图4.7是  PCIe的链路状态机，从设备上电开始，需要经过一系列过程才能进入L0的正常工作状态。 其中在Configuration阶段会进行简单的速率和位宽协商，而在Recovery阶段则会进行更  加复杂的发送端预加重和接收端均衡的调整和协商。PCI-E转USB或UFS接口的控制芯片和测试板的制作方法；四川PCI-E测试服务热线

PCI-E的信号测试中否一定要使用一致性测试码型？四川PCI-E测试服务热线

综上所述，PCIe4.0的信号测试需要25GHz带宽的示波器，根据被测件的不同可能会 同时用到2个或4个测试通道。对于芯片的测试需要用户自己设计测试板；对于主板或者  插卡的测试来说，测试夹具的Trace选择、测试码型的切换都比前代总线变得更加复杂了；

在数据分析时除了要嵌入芯片封装的线路模型以外，还要把均衡器对信号的改善也考虑进 去。PCIe协会提供的SigTest软件和示波器厂商提供的自动测试软件都可以为PCle4. 0的测试提供很好的帮助。 四川PCI-E测试服务热线