胡為東系列文章之九--PCIE 3.0的發射機物理層測試

一、PCIE 3.0與 PCIE 2.0
PCIE 3.0相對于它的前一代PCIE 2.0的最主要的一個區別是速率由5GT/s提升到了8GT/s。為了保證數據傳輸密度和直流平衡以及時鐘恢復，PCIE 2.0中使用了8B/10B編碼，即將每8位有效數據編碼為10位數據進行傳輸，這樣鏈路中將會有20%信息量是無效的，即使得鏈路的最大傳輸容量打了20%的折扣。而速率提升的目的是為了更快的傳輸數據，編碼方式也不可或缺，因此在PCIE 3.0中還通過使用128B/130B的編碼方式（無效信息量減低為1.5625%），同時使用加擾的方式（即數據流先和一個多項式異或得到一個更加隨機性的數據，到接收端使用同樣的多項式將其恢復出來）來實現數據傳輸密度和直流平衡以及時鐘恢復的實現。另外一個區別是，PCIE 3.0規范已經要求接收機測試為必測項目，而PCIE 2.0是選測項目。下表所示為PCI Express 2.0與PCI Express 3.0的主要不同點的對比。

二、PCIE 3.0發射機物理層測試
PCIE 3.0發射機測試項目，如下圖（力科的一致性測試軟件中包含的測試項目）所示為PCIE 3.0的CEM規范（Ver0.3）以及PCIE 3.0的基本規范（Rev3.0，Ver0.9）中規定的發射機測試項目。

1.TxEQ Preset測試（Test 1.1）
由于PCIE 3.0的速率已經達到8Gb/s，而且傳輸的通道往往需要經歷主板至板卡，整個鏈路會比較長，這樣就會導致高速信號比較大的損耗。為了補償通道的損耗，確保接收端信號眼圖能夠張開，通過使用相應的加重（去加重或者預加重）及均衡技術是非常有必要的。因此PCIE 3.0在發送端使用了施加去加重（de-emphasis）和前沖（preshoot）功能。

由于不同的設計或者不同的產品中PCIE 3.0信號傳輸通道的長度是不等的，為了應對更多復雜的情況，PCIE 3.0規范中規定了發送端可實現11種等級的去加重（de-emphasis）和前沖（preshoot）功能。

PCIE 3.0規范中對這11種等級的去加重（de-emphasis）和前沖（preshoot）功能做了規定，因此PCIE 3.0發射機測試中需要對這11種預加重和均衡進行測試，即驗證發送端芯片的de-emphasis及preshoot的能力，以確保其能夠滿足規范的要求。如下圖所示為De-emphasis和Preshoot以及Boost的定義和計算方法。

下表4-16所示為摘自PCIE 3.0規范的Preset 0到Preset 10的系數及去加重和前沖等級。