PCIE 3.0 的接收機物理層測試方案

一、接收機測試及環回工作模式（Loopback ）

隨著信號速率的不斷提升，只對高速信號的發送端物理層測試已經不能夠完全反應系統的特性，因此接收機測試也已成為了高速信號的必測項目，尤其是對于信號速率高于5Gbps 以上，規范均會規定要求產品必須通過接收機一致性測試。接收端測試的基本原理是測試儀器(通常使用誤碼分析儀或者信號源和能分析誤碼的專用協議分析儀來完成)發出特定的碼型給被測接收端，接收端在環回(Loopback )模式下再將數據接收、恢復后通過其Tx 端發送回測試儀器，由測試儀器完成其發出去的數據和接收到的數據的對比，從而分析出誤碼的數量。

在接收機測試之前需要讓被測件進入環回(Loopback )工作模式狀態，這樣誤碼儀(PeRT3 )發出的數據信息才能夠經過接收機內部的電路返回到誤碼測試儀中進行計數。讓被測件進入環回(Loopback )工作模式是接收機測試至關重要的一個環節。若被測件(DUT )順利進入了環回模式，那么測試將變得非常方便。具有協議握手能力的誤碼儀能夠和被測件進行握手通信，從而能通過協議的方法讓被測件更加容易的進入環回測試模式。目前行業內具有協議握手功能的誤碼儀只有力科(Teledyne LeCroy )的PeRT3 (Protocol Enabled Receiver and Transmitter Tolerance Tester )系列誤碼儀。其它誤碼儀由于不具備協議能力，所以不能夠主動與被測件進行通信應答互動，故只能夠被動的發送固定時間的特定指令給被測件去設置其進入環回模式，如果被測件在進入環回狀態過程中的幾個中間狀態的時間間隔稍有變化，即可能會導致該類儀器不能夠讓其進入到環回模式。具有協議使能誤碼儀將不會存在這樣的問題。

二、PCIE 3.0 進入環回（Loopback ）狀態步驟

上圖所示為PCIE 3.0 的主要工作狀態機圖，進入Loopback 有兩種途徑，其一是DetectPollingConfigurationLoopback ， 另外一種是DetectPollingConfigurationL0 Loopback ;力科的PeRT3 Phoenix 誤碼分析儀兩種進入Loopback 的模式都支持。

如下為如何讓被測DUT 通過Configuration 進入Loopback 模式的步驟示例：

Step1：發送帶有PAD (K28.3 )碼的TS1 給被測件，使其進入Polling.Active 模式。

Step2：當發送完1024 個 TS1 以及接收到連續8 個帶有PAD 或者Loopback 確認設置的TS1 或者TS2 后，被測件進入了Polling.Configuration 狀態。

Step3：當接收到8 個連續帶有PAD 的TS2 以及接收到1 個TS2 后發出16 個連續的TS2后，被測件進入Configuration 狀態。

Step4：以2.5GT/s 的速率發送TS1 序列進行速度初始化，確認能夠支持的速率。

Step5：接著有1ms 的Electrical Idle 碼時間以允許被測件調整速度至對方所要求的速度，直到滿足要求為止。

Step6：兩個帶有Loopback 使能設置的連續TS1 序列發送給被測件，設置被測件進入Loopback 環回模式。

下圖所示為力科的PeRT3 Phoenix 進入環回模式的設置示意圖：

三、力科的PCIE 3.0 接收機測試方案-PeRT3 Phoenix

力科的PeRT3 (包Eagle 和Phoenix 兩種型號，Phoenix 速率更高)誤碼測試系統的全稱為具有協議使能的接收機和發射機容限測試儀，也是行業內唯一一款帶有協議握手能力(Protocol Aware )的誤碼測試儀。PeRT3 具備了BERT 的Pattern Generator 和Error Detector功能，可以對輸入信號注入不同頻段的隨機抖動和固有抖動，而且獨有的協議層分析能力可以對被測件進行初始化和遙控，控制其進入或者退出環回模式，使接收機測試更加方便和快捷，還可以測量Frame Error Rate ，并識別和記錄協議層的錯誤。PeRT3 Phoenix 內置三階去加重/預前沖、具有基于協議握手能力設置被測件進入Loopback 環回模式、能夠過濾掉為了傳輸同步增加或者減少的SKP 碼;內置有PCIE 3.0 的接收機測試所需要的抖動源(SJ、RJ 、差模抖動、共模抖動等)。

PCIE 3.0 的接收機測試需要PeRT3 和示波器 (推薦SDA830Zi-A )，需要示波器用于對誤碼儀PeRT3 的校準：

下圖顯示了PCIE 3.0 的接收機測試規范所規定的設置要求(去加重、預沖、RJ 、SJ、DM Jitter 、CM Jitter 等)及PeRT3 能夠實現的功能及連接示意圖：