技術(shù)文章|泰克TMT4 容限測試儀

在短短 2 分鐘內(nèi)即可完成 PCIe 鏈路運行狀況評估

率先上市的 PCIe 測試工具，與眾不同

泰克 TMT4 容限測試儀是同類產(chǎn)品中首款專業(yè)級 PCIe 測試工具，可快速輕松地評估 PCIe Gen 3 (8 GT/s) 和 Gen 4 (16 Gt/s) 設(shè)備的鏈路運行狀況。它支持 CEM、M.2、U.2 和 U.3 等最常見的 PCIe 形狀因數(shù)，能夠與當今可用的大多數(shù) PCIe 設(shè)備進行連接。

借助支持 PCIe 的 16 通道高密度線纜和連接器，該容限測試儀可在數(shù)秒內(nèi)經(jīng)過適配后測試系統(tǒng)板或擴展卡。在短短 2 分鐘內(nèi)即可完成 PCIe Gen 3 和 Gen 4 設(shè)備的發(fā)射器和接收器鏈路運行狀況的評估。它確實獨樹一幟。

TMT4 容限測試儀重構(gòu)了 PCIe 鏈路運行狀況的測試方式。作為被測設(shè)備 (DUT) 的有源鏈路助手，該儀器能夠直接控制 DUT 的預(yù)設(shè)和鏈路訓(xùn)練參數(shù)，從而可逐個通道或逐個預(yù)設(shè)深入了解潛在的設(shè)計缺陷。評估 PCIe Gen 3 和 Gen 4 設(shè)備的鏈路運行狀況從未如此簡單。

是時候深入了解并輕松使用泰克的前沿創(chuàng)新技術(shù)

TMT4 容限測試儀專為現(xiàn)代工程師而設(shè)計。如今，過長的測試時間和復(fù)雜的設(shè)備設(shè)置通常會導(dǎo)致設(shè)計和驗證工程師遇到測試瓶頸。TMT4 在設(shè)計時充分考慮了這兩個挑戰(zhàn)，并對測試時間和易用性給出了相應(yīng)的解決方案。

TMT4 在短短 5 分鐘內(nèi)即可完成設(shè)置并準備好測試，而優(yōu)化的用戶界面使測試變得比以往更輕松。借助這些改進，泰克在評估 PCIe Gen 3 和 Gen 4 設(shè)備的鏈路運行狀況方面充分響應(yīng)了現(xiàn)代工程師的需求。

主要功能

• 支持的 PCIe Gen 3 (8 GT/s) 和 Gen 4 (16 Gt/s) 速度

• 支持多達 16 條通道的鏈路帶寬

• 支持 CEM、M.2、U.2 和 U.3 設(shè)備

• 兩種掃描選項：快速掃描和自定義掃描

• 為每個測試的通道提供 DUT 發(fā)射器 (Tx) 眼圖和鏈路訓(xùn)練參數(shù)

• 為每個測試的通道提供 DUT 功能接收器 (Rx) 評估

適合多種 PCIe 設(shè)備的適配器和線纜

TMT4 容限測試儀平臺支持 11 種標準 PCIe 適配器，可用于測試系統(tǒng)板和擴展卡。這使用戶可以測試各種可能的 DUT，并可評估最常見的 PC 組件，如主板、顯卡和 SSD，這是連接和測試 PCIe 設(shè)備的一種簡單方法。

除了 M.2 Edge（具有可適應(yīng)特定損耗條件的集成線纜）之外，所有適配器均可使用標準 16 通道高密度線纜輕松互換。這為用戶提供了在數(shù)秒內(nèi)輕松切換 PCIe 形狀因數(shù)的靈活性，并可最大限度地減少測試之間的停機時間。

測試 DUT 發(fā)射器的信號路徑從未如此簡單

DUT 發(fā)射器 (Tx) 測試經(jīng)過優(yōu)化，只需幾分鐘便可讓您深入了解 DUT 發(fā)射器路徑性能。對于當今的工程師而言，評估其 DUT 的全鏈路帶寬 Tx 性能通常需要數(shù)天甚至數(shù)周的時間。借助 TMT4 容限測試儀，可以在短短 2 分鐘內(nèi)完成 Gen 4 設(shè)備的高級鏈路運行狀況評估。

此測試讓用戶可以快速查看容限測試儀與 DUT 之間鏈路的眼圖，并顯示用于張開眼圖的相關(guān)鏈路訓(xùn)練參數(shù)。這些信息使團隊能夠?qū)︽溌愤M行更頻繁的性能檢查，并快速識別任何通道和預(yù)設(shè)組合的總誤差。

這對于設(shè)計和驗證工程師尤其有用，因為他們通常會因傳統(tǒng)示波器和 BERT 測試設(shè)備的測試時間漫長而遇到瓶頸。例如，如果工程師想要快速查看 BIOS 更改對鏈路運行狀況的影響，他們可以掃描 DUT、更新 BIOS、再次掃描 DUT，并在幾分鐘內(nèi)評估這些更改對鏈路性能的影響。

比以往更快的眼圖

作為 DUT Tx 測試的一部分，向用戶顯示每個通道/預(yù)設(shè)組合的眼圖，這些眼圖表示 DUT 和容限測試儀之間鏈路的無差錯區(qū)域。

容限測試儀的主要優(yōu)點是用戶可以極快速度生成這些眼圖。由于是向用戶實時顯示眼圖，因此只需幾秒鐘便可顯示結(jié)果。這種極速大大縮短了深入了解 DUT 鏈路運行狀況的時間。隨著工程師面臨的產(chǎn)品快速上市壓力不斷增加，容限測試儀將以前所未有的速度為設(shè)計和驗證團隊提供深入見解。

鏈路訓(xùn)練參數(shù)：眼圖并非總能反映性能全貌

容限測試儀不僅可通過顯示眼圖來顯示鏈路的性能，還能顯示如何調(diào)整容限測試儀的接收器來充分利用生成的眼圖。掌握這兩項信息對于了解鏈路性能至關(guān)重要，因為有些眼圖可能需要特別高水平的均衡才能形成鏈路。在向用戶顯示的表格中，容限測試儀顯示衰減、VGA（增益）、CTLE 和 5 個 DFE 抽頭值，這些參數(shù)可用于充分張開眼圖。使用此功能，用戶可以快速查看所顯示的每個眼圖需要的均衡程度。下表顯示了每個均衡設(shè)置的可能取值范圍。

均衡	可能設(shè)置的數(shù)量	范圍
衰減	8	?10.0 dB 至 -2.0 dB
VGA	15	0.0 dB 至 +8.0 dB
CTLE	32	+2.0 dB 至 +15.0 dB
DFE 抽頭 1	256	-55.0 mV 至 +55.0 mV（典型值1）
DFE 抽頭 2	128	-44.0 mV 至 +43.3 mV
DFE 抽頭 3	128	-22.0 mV 至 +21.7 mV
DFE 抽頭 4	128	-16.0 mV 至 +15.8 mV
DFE 抽頭 5	128	-11.0 mV 至 +10.8 mV

通過查看這些設(shè)置，工程師不僅能夠通過眼圖快速了解其鏈路的性能，還能更加深入地了解用于張開眼圖的均衡設(shè)置。如果眼圖張開很大，但均衡設(shè)置被推至最大值，則可能表明給定的通道和預(yù)設(shè)組合存在一些性能注意事項。眼圖本身并非總能反映性能全貌。

DUT 接收器 (Rx) 測試功能是對 DUT 接收器路徑進行功能評估。該測試旨在確定在操作范圍內(nèi)從容限測試儀發(fā)射的信號在返回錯誤之前的衰減程度。這使工程師能夠在短短 30 秒內(nèi)輕松評估功能性 Rx 鏈路的運行狀況，與現(xiàn)有設(shè)備相比，節(jié)省了寶貴的時間和精力。

此快速測試包括容限測試儀和 DUT 之間的鏈路，其中 DUT 選擇用于通信的預(yù)設(shè)。然后，容限測試儀通過在預(yù)期操作范圍內(nèi)按通道/預(yù)設(shè)減少主光標值來逐步降低發(fā)射振幅。

使用此方法，用戶可以在不到一分鐘的時間內(nèi)獲得對其 Rx 性能的高級評估，并確定是否存在任何值得使用其他設(shè)備進一步調(diào)查的通道問題。如果未指示錯誤，這將被視為功能合格。如果發(fā)現(xiàn)錯誤，則會向用戶顯示發(fā)生錯誤的主光標值，并將該測試結(jié)果視為功能性故障。

多種掃描選項

TMT4 提供兩種掃描選項：快速掃描和自定義掃描。兩種掃描類型均包括 DUT Tx 和 DUT Rx 測試，可以利用相同的物理設(shè)置運行掃描，但允許用戶進行不同級別的控制。每種掃描選項都有其自身的優(yōu)勢。

快速掃描：最快的鏈路運行狀況評估選項

快速掃描是速度最快的選項，用戶幾乎不用控制特定的測試參數(shù)。該掃描可指示 DUT 和容限測試儀之間的鏈路在 DUT 的指定速度和最大帶寬下經(jīng)過自然鏈路訓(xùn)練后的運行狀況，最高可評估 Gen 4 x16。

此測試能夠在整個設(shè)計過程中經(jīng)過自然鏈路協(xié)商后更頻繁地評估鏈路的運行狀況，以查看物理層、固件和 BIOS 設(shè)置隨著時間推移發(fā)生變化的一般趨勢。掃描結(jié)果包括從每個訓(xùn)練通道到協(xié)商預(yù)設(shè)的眼圖、相關(guān)鏈路訓(xùn)練參數(shù)和功能性 Rx 測試，所有這些均可在幾分鐘內(nèi)完成。與通常設(shè)置傳統(tǒng)測試設(shè)備相比，這使用戶能夠以更快的速度評估其 DUT 與 TMT4 之間鏈路的運行狀況。

Gen 4 x16 鏈路的大約測試時間：2-4 分鐘

自定義掃描：全面的鏈路運行狀況評估選項

自定義掃描在測試方面為用戶提供更大的靈活性，并使用戶能夠指定具體的測試參數(shù)以對其 Tx 信號路徑進行更徹底的評估。在自定義掃描中，用戶可以選擇：

• 代數(shù)（PCIe Gen 3 或 Gen 4）

• 通道（在指定的鏈路帶寬內(nèi)）

• 預(yù)設(shè)（預(yù)設(shè) 0 – 預(yù)設(shè) 9）

• 時鐘設(shè)置（SSC 或 SRI）

• 通過/失敗限值（用戶指定）

自定義掃描用于以下情況：需要深入調(diào)查特定的通道/預(yù)設(shè)組合，或需要對所有通道和預(yù)設(shè)進行更全面的測試。用戶可以指定自己的通過/失敗限值，容限測試儀將標記超出這些指定限值的任何結(jié)果。

自定義掃描的結(jié)果與快速掃描的結(jié)果不同。在自定義掃描中，結(jié)果分層結(jié)構(gòu)允許根據(jù)所測試的代數(shù)或指定代數(shù)中的測試類型來展開和折疊數(shù)據(jù)。Tx 眼圖和鏈路訓(xùn)練參數(shù)表結(jié)果均可配置為按測試的通道或測試的預(yù)設(shè)查看。這使用戶能夠在 30 分鐘內(nèi)快速查看所有圖表的結(jié)果，并就任何給定通道或預(yù)設(shè)組合（最多 160 個通道/預(yù)設(shè)組合）的性能得出結(jié)論。

針對 Gen 4 x16 所有通道/預(yù)設(shè)的大約測試時間：25-30 分鐘

輕松保存和調(diào)用結(jié)果

可將任何掃描的結(jié)果快速輕松地保存至 .zip 文件中。所有表格數(shù)據(jù)（如鏈路訓(xùn)練參數(shù)和原始眼圖測量值）均可保存為 .csv 文件，眼圖圖像保存為 .png 文件。

用戶界面選項范圍

可通過三個單獨的用戶界面控制 TMT4 容限測試儀：前面板 UI、Web 瀏覽器 UI 或 REST API。Web 瀏覽器和 REST API 均可讓用戶遠程控制儀器。

前面板 UI：快速開始測試

前面板用戶界面僅供快速使用，它能夠運行快速掃描、查看結(jié)果、導(dǎo)出數(shù)據(jù)以及訪問設(shè)備的 IP 地址。為了能夠運行自定義掃描，用戶必須通過 REST API 使用 Web 瀏覽器用戶界面或編程界面。

Web 瀏覽器 UI：支持遠程使用，用戶控制更出色

基于 Web 的瀏覽器界面最適合那些希望訪問更多容限測試儀功能（相比前面板訪問）的用戶。通過此界面，用戶可以訪問快速掃描和自定義掃描、保存/調(diào)用結(jié)果和輔助功能菜單，以查看固件版本和導(dǎo)出錯誤日志；所有這些功能均可通過直觀、易用的 Web UI 來實現(xiàn)。

要訪問基于 Web 的瀏覽器界面，用戶必須通過儀器背面的以太網(wǎng)端口將容限測試儀連接至本地網(wǎng)絡(luò)或點對點連接至 PC。容限測試儀具有專用 IP 地址（連接至本地網(wǎng)絡(luò)或 PC 后可配置該地址），允許用戶通過將容限測試儀上顯示的 IP 地址輸入支持的 Web 瀏覽器（包括 Google Chrome、Firefox 和 Microsoft Edge）來連接至 UI。

可編程 REST API：遠程使用和自動化

容限測試儀還支持通過 REST API 進行編程控制。API 允許用戶選擇合適的編程語言，非常適合工程師在自動化應(yīng)用中使用。

TMT4 容限測試儀用戶手冊中提供了如何使用 REST API 的文檔。

DUT 要求

為了使容限測試儀成功掃描 DUT，DUT 必須支持一組最低要求。這些要求包括：

• DUT 必須能夠在 Gen 3 (8 GT/s) 和/或 Gen 4 (16 Gt/s) 速度下達到 L0 狀態(tài)。

• DUT 必須支持 PCIe 協(xié)議并能夠處理 PERST（重置）信號。

• 必須將鏈路訓(xùn)練為至少 x1 帶寬。

• 要測試的選定通道必須在當前鏈路帶寬范圍內(nèi)。

• DUT 必須能夠通過協(xié)議強制進入不同的 Tx 預(yù)設(shè)。

• DUT 必須能夠自控返回到 L0 狀態(tài)，無需人工干預(yù)。

• 如果需要，擴展卡必須支持自身功率超過 75 W。TMT4 為 AIC 提供高達 75 W 的功率。

• 必須將端點 DUT 配置為擴展卡，必須將根端口 DUT 配置為系統(tǒng)板。

• DUT 必須從容限測試儀中選擇標準 PCIe 預(yù)設(shè) (0-9) 才能執(zhí)行 Rx 測試。