概述

研發(fā)部門通常會(huì)通過BIOS設(shè)置來給出系統(tǒng)參數(shù)，尤其是均衡參數(shù)，以調(diào)節(jié)PCIe鏈路的整體性能。這是一個(gè)反復(fù)調(diào)試和驗(yàn)證的過程：嘗試設(shè)置一組BIOS參數(shù)，驗(yàn)證系統(tǒng)性能是否有改善；如果沒有改善，則繼續(xù)嘗試設(shè)置另一組BIOS參數(shù)…

修改BIOS很容易，但驗(yàn)證比較麻煩。工程師們沒有一個(gè)很好的快速測(cè)量手段，來驗(yàn)證新BIOS對(duì)系統(tǒng)性能是否有改善，只能進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的一致性測(cè)試，來反復(fù)調(diào)試和驗(yàn)證。

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BIOS參數(shù)調(diào)試需要嘗試大量的組合，給測(cè)試部門的設(shè)備和工程師帶來了非常大的工作量。

另外，盡管一致性測(cè)試能充分評(píng)估待測(cè)物的物理層性能，但仍然有可能發(fā)生這樣的情況：一致性測(cè)試能夠通過，但互操作時(shí)系統(tǒng)主板和板卡之間存在鏈路不通、掉速、掉包等問題。

泰克解決方案

基于PCIe接口生態(tài)廠家的這些痛點(diǎn)，Tektronix推出了TMT4 PCIe性能綜合測(cè)試儀，協(xié)助客戶解決上述問題。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，能夠幫助用戶快速識(shí)別問題并加快產(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)議層問題。

2）一學(xué)就會(huì)

一臺(tái)便攜式儀器，一根連接線，一個(gè)測(cè)試夾具，即可完成與待測(cè)物的連接，一鍵開始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

某公司的子卡通過了一致性測(cè)試，但和系統(tǒng)主板協(xié)同工作時(shí)出現(xiàn)了互操作問題。

為了能深入地了解并解決這個(gè)問題，使用TMT4 PCIe4綜合測(cè)試儀作為實(shí)時(shí)Link Partner快速掃描全部16條lane，一分鐘快速給出眼圖和Rx均衡參數(shù)。

我們發(fā)現(xiàn)，此時(shí)眼圖結(jié)果不佳，且Rx均衡的系數(shù)非常大，尤其是權(quán)重最高的DFE1。這意味著要對(duì)Tx信號(hào)進(jìn)行大量的補(bǔ)償，才能建立信號(hào)鏈路，待測(cè)物的Tx鏈路信號(hào)質(zhì)量非常糟糕。

圖1 快速掃描眼圖結(jié)果

圖2 快速掃描眼高、眼寬、Rx均衡參數(shù)

客戶認(rèn)為增加自適應(yīng)的Preset均衡不夠強(qiáng)，提高Tx均衡的強(qiáng)度應(yīng)該可以改善這一問題。

由于TMT4測(cè)試速度很快，客戶切換到自定義掃描模式下，以確認(rèn)所有Preset下的鏈路性能，重點(diǎn)關(guān)注P6/P7/P8這幾個(gè)最強(qiáng)的Preset的測(cè)量結(jié)果。

十分鐘后測(cè)量完畢，結(jié)果顯示：

DUT Tx鏈路的眼圖在各種Preset下整體都很差，即便是P7和P8，結(jié)果也沒有變得更好，相較自適應(yīng)的P9/P6還要略差一點(diǎn)。并且DFE1的系數(shù)也都非常高。

圖4 自定義掃描下，所有Lane、所有Preset的眼圖結(jié)果

圖5 自定義掃描下，部分Lane和Preset的眼高、眼寬、Rx均衡參數(shù)

我們告知客戶，對(duì)這個(gè)待測(cè)物而言，調(diào)節(jié)到更強(qiáng)的Preset并不能改善系統(tǒng)的性能，應(yīng)綜合考慮板級(jí)設(shè)計(jì)上的所有信號(hào)完整性的因素，如插入損耗、串?dāng)_、反射、噪聲等。

客戶仍想嘗試把BIOS修改為最強(qiáng)的Preset7，強(qiáng)制待測(cè)物工作在Preset7下，看看效果。更改BIOS后，待測(cè)物和主板之間的互操作問題仍然存在。再次使用TMT4快速掃描，發(fā)現(xiàn)TMT4和待測(cè)物無法形成鏈路溝通，證明此時(shí)鏈路惡化了。

客戶按照我們的建議，重新檢查設(shè)計(jì)，并最終解決了問題。

總結(jié)

在大約35分鐘的調(diào)試過程中，用戶能夠在實(shí)時(shí)鏈路中了解有關(guān)其PCIe設(shè)計(jì)運(yùn)行狀況的更多信息，并快速確定各種不同BIOS參數(shù)的性能邊界。

通過一致性測(cè)試的PCIe設(shè)備仍可能存在互操作問題，并且一旦通過一致性測(cè)試，碰到這種問題通常很難解決。

TMT4快速掃描和自定義掃描功能，可以幫助工程師快速檢測(cè)待測(cè)物的性能，確認(rèn)待測(cè)物在不同BIOS設(shè)置下性能是否改善，還能為解決互操作問題提供調(diào)試思路。

審核編輯：湯梓紅