引言

隨著用于 PCIe 鏈路健康狀況測試的TMT4 PCIe性能綜合測試儀的推出，出現(xiàn)了一個問題，即確定被測設(shè)備（DUT）通過/不通過的“最佳模板 ”是什么。是否應(yīng)該使用標準的PCIe兼容模板？是否有一個一致的模板可以用于所有類型的PCIe被測設(shè)備？如果沒有，那么工程師應(yīng)該如何從他們的測試結(jié)果來評估是否被測設(shè)備是好的呢？

本白皮書旨在幫助解決如何看待TMT4 PCIe性能綜合測試儀的自定義掃描之中的通過/不通過模板這一功能，以及在確定哪些通過/不通過限定值是否適合于一個給定的被測設(shè)備時需要考慮什么。

通過發(fā)送端和接收端測試評估鏈路

的健康狀況

在鏈路訓練之后，被測試的PCIe設(shè)備可能會經(jīng)歷額外的鏈路均衡過程，以建立設(shè)備之間的穩(wěn)定連接。鏈路均衡是一個鏈路優(yōu)化過程，它修正了被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)波形的特性，從而在更高的數(shù)據(jù)速率下形成最穩(wěn)定的PCIe鏈路。鏈路均衡是通過使用PCIe規(guī)范中定義的 Preset 值而被實現(xiàn)的。Preset值是用來修正被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)波形特性的諸配置。

泰克的TMT4允許用戶在幾分鐘內(nèi)快速評估其PCIe Gen3和Gen4設(shè)計的鏈路健康狀況。該儀器扮演被測設(shè)備（DUT）的link partner這一角色，使用戶能夠通過協(xié)議來控制Preset值，并快速顯示眼圖及其相關(guān)的鏈路訓練參數(shù)，在通路或Preset的基礎(chǔ)上提供對潛在設(shè)計缺陷的洞察。

TMT4的測試包括給定被測設(shè)備的發(fā)送端和接收端，可以通過使用鏈路訓練期間檢測到的所有可用通路和Preset而被執(zhí)行，或者通過選擇感興趣的特定通路或Preset而被執(zhí)行。在TMT4中有兩種測試模式：快速掃描和自定義掃描。在快速掃描模式下，TMT4將通過自動選擇每個可用通路的最佳Preset來評估被測設(shè)備的鏈路健康狀況，其目的是優(yōu)化測試時間和通路性能，而自定義掃描則評估所選中的特定通路和Preset值。

使用TMT4自定義掃描時有哪些考量？

在確定TMT4的自定義掃描的通過/不通過模板時，有幾個考慮因素。最值得注意的是，使用TMT4的測試方法與傳統(tǒng)的一致性測試有很大的不同。一致性測試使用數(shù)學建模的參考接收端以及測試信號，而TMT4 PCIe性能綜合測試儀則使用真實的接收端和真實的鏈路數(shù)據(jù)流量。這意味著，在使用TMT4評估被測設(shè)備的鏈路健康狀況時，PCIe規(guī)范中指定用于一致性測試的模板并不必然是一個好的模板。

Generalized PCI Express (PCIe) Compliance Receiver Mask

此外，由于TMT4是與被測設(shè)備相連的鏈路的一部分，對整個眼圖的貢獻是被測設(shè)備和TMT4的組合，因為它們一起形成了一個鏈路。這意味著一個模板可能很適合于一個與TMT4配對的被測設(shè)備，但對于另外一個已與不同的收發(fā)器進行訓練的被測設(shè)備來說，它可能不是最好的模板。

由于一個模板不一定適用于所有可能的被測設(shè)備，因此最好的參考出發(fā)點是評估那些一致性測試項目全部通過的商用被測設(shè)備的分布情況，并檢查任何一個特定的被測設(shè)備在分布中的位置。得到這個分布之后，團隊或組織可以決定他們是否希望他們的通過/不通過模板位于商業(yè)上可用的DUT分布的第10個百分位，第50個百分位，甚至是第95個百分位。使用來自這個大數(shù)據(jù)集的參考模板為組織提供了一個跳板，以確定出其通過/不通過模板，而不是像在PCIe規(guī)范的一致性測試之中那樣每一個被測設(shè)備都是同一個嚴格模板。

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參考模板數(shù)據(jù)收集和分析

為了創(chuàng)建在Preset下的分布，并評估一個給定的被測設(shè)備性能的百分位，我們進行了大量的數(shù)據(jù)收集工作。泰克公司購買了市面上大量的被測設(shè)備樣本，甚至使用一些TMT4作為被測設(shè)備，以收集一個數(shù)據(jù)集，它由諸市面上PCIe Gen3和Gen4設(shè)備的>50組合組成。

每個組合都使用TMT4的自定義掃描功能進行了測試。自定義掃描使用戶能夠強制執(zhí)行特定的測試參數(shù)，以便對其發(fā)送端信號路徑進行更徹底的評估。發(fā)送端眼圖和鏈路訓練參數(shù)表的結(jié)果可以被配置為按測試通路或按測試Preset來查看。

設(shè)備從4個通路（40個眼圖/設(shè)備）到16個通路（160眼圖/設(shè)備）不等，包括RC設(shè)備和EP設(shè)備。

這個被測池子由不同連接器類型的SSD、不同芯片組的主板、不同供應(yīng)商的顯卡、網(wǎng)卡和其他PCIe設(shè)備組成，以確保連接器、設(shè)備類型和芯片組的廣泛分布。

這項數(shù)據(jù)收集工作產(chǎn)生了大約100,000張眼圖，用于開發(fā)建立通過/不通過模板的參考分布。按Preset的百分位數(shù)，Gen3和Gen眼高和眼寬值的表格視圖如下所示，而組分布圖和單獨的分布圖可在附錄中找到。

使用TMT4裕量測試儀創(chuàng)建PCIe參考模板 — 針對所有設(shè)備類型

使用TMT4裕量測試儀創(chuàng)建PCIe參考模板 — 僅針對插卡類型

使用上述收集的數(shù)據(jù)，TMT4的用戶可以評估他們的設(shè)備相對于商業(yè)上可用的被測設(shè)備的大型數(shù)據(jù)集的表現(xiàn)，組織可以根據(jù)他們被測設(shè)備相對于其他商業(yè)上可用的PCIe設(shè)備的表現(xiàn)而建立起一個粗略的百分位閾值作為通過/不通過限定值。雖然TMT4沒有按Preset提供不同的模板設(shè)置，但考慮到最嚴格的眼高或眼寬的百分位數(shù)，可以使用單一掩碼。例如，如果A公司想建立所有設(shè)備的第50個百分位數(shù)作為他們Gen3和Gen4設(shè)備的通過/不通過限定值，他們的模板可以如下：

使用TMT4裕量測試儀創(chuàng)建PCIe參考模板 — 僅針對主板類型

雖然因為使用了最嚴格的限定值，這些閾值可能會在某些Preset值上看到測試不通過，但它仍然根據(jù)商業(yè)上可用設(shè)備的參考分布情況建立了一個可供公司使用的一致的通過/不通過模板。

同樣地，如果一個公司想知道他們的設(shè)備相對于這些參考分布的位置，同樣也可以這樣做。從TMT4導(dǎo)出的測試數(shù)據(jù)可以被用作產(chǎn)品性能的脈動，而不是真正的通過/不通過限定值，以便看出一個給定的設(shè)備是否落在市面上大多數(shù)設(shè)備所在的分布位置。下面是一個使用隨機數(shù)據(jù)的例子：

結(jié)論

雖然單個的通用模板與TMT4的測試方法并不一致，但使用基于商用PCIe被測設(shè)備分布的參考模板是一種為特定被測設(shè)備建立合理的通過/不通過模板的方法。使用本文提供的分布圖，TMT4的用戶可以開發(fā)參考模板，這些參考模板對評估其設(shè)備相對于目前市面上的產(chǎn)品的健康狀況很有意義。

新一代TMT4 PCIe性能綜合測試儀

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