[泰克TMT4實(shí)用分享]如何高效完成PCIe板卡來(lái)料篩選和互操作調(diào)試?

_____

近年來(lái)，由于全球性的“缺芯潮”，引發(fā)了企業(yè)對(duì)于加強(qiáng)供應(yīng)鏈韌性的思考。企業(yè)不再盲目追求性?xún)r(jià)比最高，但風(fēng)險(xiǎn)也最大的單一來(lái)源采購(gòu)，轉(zhuǎn)而積極尋求更多的替代物料供應(yīng)商。另一方面，中美競(jìng)爭(zhēng)格局加劇，導(dǎo)致供應(yīng)鏈全球一體化的割裂，一些企業(yè)也在尋找替代物料供應(yīng)商，避免受到地緣政治的波及。對(duì)于零部件數(shù)量眾多的系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，如服務(wù)器、個(gè)人電腦、新能源汽車(chē)、手機(jī)等，尋找并篩選出足夠多的替代料尤為重要。

對(duì)供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量的管控是來(lái)料檢測(cè) (IQC) 和零部件工程部(CE) 的工作重點(diǎn)。被動(dòng)器件的篩選相對(duì)容易，但PCIe板卡的篩選非常困難。PCIe是芯片和芯片之間的信息高速公路，由于PCIe的速率高，板級(jí)衰減大，均衡 (EQ) 設(shè)置非常靈活，鏈路協(xié)商機(jī)制 (LTSSM) 非常復(fù)雜，PCIe的來(lái)料篩選往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但效果不佳。

物理層一致性測(cè)試

傳統(tǒng)的篩選方法是物理層一致性測(cè)試 (Compliance) 和功能性測(cè)試(FT)。一致性測(cè)試包括發(fā)送端(Tx)和接收端(Rx)測(cè)試，需要使用價(jià)格昂貴的示波器和誤碼儀進(jìn)行測(cè)量，并且測(cè)量時(shí)間非常長(zhǎng)，通常一個(gè)16通道 (X16 Lane) 接插件 (Slot) 的一致性測(cè)試，需要2天的時(shí)間才能完成。由于需要篩選的料件眾多，且每次產(chǎn)品改版都需要重新驗(yàn)證，給測(cè)試部門(mén)的設(shè)備和工程師帶來(lái)了非常大的工作量。

盡管一致性測(cè)試能避免大部分互操作問(wèn)題，但仍然有可能發(fā)生這樣的情況：系統(tǒng)主板和板卡都能通過(guò)Tx和Rx一致性測(cè)試，但互操作時(shí)系統(tǒng)主板和板卡之間存在鏈路不通、掉速、掉包等問(wèn)題。功能性測(cè)試能發(fā)現(xiàn)這些互操作問(wèn)題，但無(wú)法指出任何解決問(wèn)題的思路，甚至不能區(qū)分是主板還是卡板的責(zé)任。

類(lèi)似的問(wèn)題不斷困擾著系統(tǒng)公司，和眾多希望進(jìn)入供應(yīng)商名單的板卡公司，但沒(méi)有好的工具。

泰克解決方案

基于PCIe接口生態(tài)廠(chǎng)家的這些痛點(diǎn)，泰克推出了TMT4 PCIe性能綜合測(cè)試儀，協(xié)助客戶(hù)解決上述問(wèn)題。Tektronix TMT4 PCIe性能綜合測(cè)試儀是一款高性能測(cè)試儀器，旨在為電子產(chǎn)品制造商提供PCI Express（PCIe）設(shè)備的綜合測(cè)試解決方案。該儀器支持PCIe Gen3/4 Tx，Rx和LTSSM綜合測(cè)試功能，能夠幫助用戶(hù)快速識(shí)別問(wèn)題并加快產(chǎn)品上市速度。

TMT4的主要特點(diǎn)包括：

1）一機(jī)多用

支持PCIe 3/4 Tx，Rx和LTSSM綜合測(cè)試功能。TMT4提供了全面的PCIe測(cè)試解決方案，支持TX和RX測(cè)試、LTSSM協(xié)議交互與監(jiān)測(cè)等多種測(cè)試功能，能夠有效識(shí)別PCIe Gen3/4的物理層和協(xié)議層問(wèn)題。

2）一學(xué)就會(huì)

一臺(tái)便攜式儀器，一根連接線(xiàn)，一個(gè)測(cè)試夾具，即可完成與待測(cè)物的連接，一鍵開(kāi)始PCIe測(cè)試，大大減少了工程師上手學(xué)習(xí)的時(shí)間。

3）測(cè)試飛快

16條Lane的快速掃描測(cè)試僅需1.5分鐘！

使用自定義掃描，完成16條Lane及10個(gè)preset的全組合掃描測(cè)試，也僅僅只需要15分鐘。

4）價(jià)格不貴

相比其他PCIe Gen3/4測(cè)試儀器，TMT4價(jià)格相對(duì)較低，大幅降低測(cè)試成本。

案例分享

此案例來(lái)自國(guó)內(nèi)某知名服務(wù)器廠(chǎng)商。在篩選供應(yīng)商的板卡時(shí)，有一塊板卡和主板的互操作出現(xiàn)問(wèn)題，掉包非常嚴(yán)重，而其它供應(yīng)商的板卡則表現(xiàn)良好。泰克工程師在現(xiàn)場(chǎng)使用TMT4幫客戶(hù)快速測(cè)量不良板卡，以及作為對(duì)照的良好板卡的裕量。發(fā)現(xiàn)有兩點(diǎn)值得注意的地方：

1. 兩張板卡自適應(yīng)出的Tx Preset系數(shù)都是P0。不良板卡的DFE1系數(shù)非常高，而良好板卡的DFE1系數(shù)非常小。意味著不良板卡的接收機(jī)做了大量的均衡補(bǔ)償，才得到可接受的眼圖。不良板卡的通道損耗和Tx Preset設(shè)置可能并不匹配。

圖1 不良板卡快速掃描結(jié)果 (Preset為自協(xié)商值 )

圖2 對(duì)照組表現(xiàn)良好板卡的快速掃描結(jié)果 (Preset為自協(xié)商值 )

圖3 不良板卡的自定義掃描結(jié)果 (Lane5, 全部 Preset)

2. 對(duì)不良板卡進(jìn)一步執(zhí)行全面掃描 (Custom Scan)，掃描所有Tx Preset。發(fā)現(xiàn)P0并非最佳選擇，比較而言，P4/P5/P6/P9對(duì)應(yīng)的DFE1數(shù)值會(huì)小的多。

根據(jù)分析，泰克給客戶(hù)提出建議：請(qǐng)客戶(hù)和不良板卡供應(yīng)商聯(lián)絡(luò)，確定其通道損耗。確認(rèn)板卡的Tx Link Training功能是否打開(kāi)；如果沒(méi)有打開(kāi)，請(qǐng)板卡廠(chǎng)商將原來(lái)預(yù)設(shè)值P0更改為P4，看看是否有改善。后續(xù)客戶(hù)和板卡廠(chǎng)商通過(guò)這樣的思路，成功的解決了互操作問(wèn)題。

新一代TMT4 PCIe性能綜合測(cè)試儀

為了提高供應(yīng)鏈的韌性，系統(tǒng)廠(chǎng)商都在積極主動(dòng)拓展供應(yīng)商渠道，但是PCIe產(chǎn)品的供應(yīng)商板卡篩選工作非常耗時(shí)耗力。TMT4快速掃描和自定義掃描功能，可以幫助IQC和CE工程師快速檢測(cè)供應(yīng)商的板卡的發(fā)送端、接收端和鏈路訓(xùn)練性能，確認(rèn)板卡性能是否滿(mǎn)足要求，還能為解決互操作問(wèn)題提供調(diào)試思路。