全麵表征高速鏈路，要求透過被測鏈路的多條不同通路執行發射機(Tx)和接收機(Rx)測量，這給全自動測試環境帶來了挑戰。PCI Express端口的通路寬度一般為(wei) x1、x4、x8和x16，這給全自動Tx或Rx測試帶來了挑戰。通過在測試通道中包括RF開關(guan) ，我們(men) 可以在不過度改變DUT和測試設備電纜的情況下實現多路測試。為(wei) 使RF開關(guan) 的電氣影響達到最小，確保測試對規範要求或驗證測試計劃是真實的。本文描述了使用Mini-Circuits RF開關(guan) 進行Gen5(32 GT/s)多路測試，並就設置、自動測試提供了一些整體(ti) 指引，並就通常遇到的挑戰提出了建議。

本文將重點介紹x16測試要求的RF開關(guan) 配置，這些開關(guan) 型號將支持最多18條通路(PCIe最高一般是x16)，也將支持較低的通路數。推薦用硬電纜在不同開關(guan) 組件之間建立固定連接，硬電纜可以向Mini-Circuits索取獲得。本文前麵給出了CEM測試圖，但這些技術也適用於(yu) BASE測試。

圖1:ZTM2-8SP6T-40。

圖2:ZT-8SP6T-404U/5U。

圖1顯示了ZTM2-8SP6T-40模塊化開關(guan) 矩陣，擁有8個(ge) 40 GHz端接的SP6T機械開關(guan) 。這一配置將支持最多18條通路。推薦使用相位匹配的電纜，在相鄰的40 GHz繼電器之間建立固定連接。在沒有為(wei) 直通連接打開繼電器時，會(hui) 有50Ω端接。

圖2顯示了ZT-8SP6T-40 4U/5U開關(guan) 矩陣，擁有8個(ge) 40 GHz端接的SP6T機械開關(guan) 。這一配置將支持最多18條通路。推薦使用硬電纜，在相鄰的40 GHz繼電器之間建立固定連接。開關(guan) 組件在這個(ge) 矩陣中的方位，在所有輸入和輸出之間保持類似的電氣路徑長度。這對多路Rx測試尤其有吸引力，以使校準和測試之間的路徑到路徑差異降到最小。在沒有為(wei) 直通連接打開繼電器時，會(hui) 有50Ω端接。

RF 開關(guan) 矩陣–Gen5 Tx測試

PCIe Gen5器件(係統主機或插件)將在多路端口中表現出不同的發射機性能。通常要驗證所有通路，以便全麵表征鏈路，識別矽性能、近端或遠端串擾過高、布線缺陷等問題。在測試設置中采用RF開關(guan) (圖3)可以實現多路Tx驗證，而且不用工程師或技術人員不斷改變連接。32 GT/s Base Tx測試(參見圖10)的連接與(yu) 此類似。

圖3:32 GT/s CEM係統發射機(多路)。

係統主機配置要求把一塊一致性測試負載電路板(CLB)插入DUT的CEM連接器中，要求使用電纜從(cong) 每條通路連接RF開關(guan) 。插件配置與(yu) 此類似，但DUT插入一致性測試基本電路板(CBB)中。一對電纜把端接的開關(guan) 矩陣向回連接到50GHz示波器。任意波形發生器(AFG)之類的儀(yi) 器可以自動生成要求的100MHz突發信號，令DUT循環通過不同發射機測量使用的各種數據速率和碼型。

開關(guan) 設置中進行的每個(ge) 連接都非常重要。由於(yu) 有插損，所以不建議串聯兩(liang) 個(ge) 以上的繼電器進行32 GT/sTx測試。建議在DUT和RF開關(guan) 之間使用1米2.92mm電纜，在RF開關(guan) 和示波器輸入之間使用0.5米2.92mm電纜。可以使用示波器差分快速邊沿，配合TekExpress軟件執行自動通道到通道時延校正。通道中所有電纜、繼電器和PCB匹配範圍都應落在正負信號路徑+/-1ps範圍內(nei) 。

保持RF開關(guan) 的50(100差分)連接輸入/輸出將使通道內(nei) 部的反射達到最小，但會(hui) 引入部分插損。32 GT/s信號質量測試不要求實體(ti) 可變ISI電路板(Gen4測試則要求)，因此要求在示波器上嵌入額外的通道和封裝損耗。應執行測試夾具表征(5.0 PHY測試規範附錄B中描述)，包括RF開關(guan) 。基本上會(hui) 選擇一個(ge) 損耗較低的濾波器文件，實現最壞情況插件損耗(在測試係統主機時)或最壞情況係統損耗(在測試插件時)。可以使用泰克SignalCorrect解決(jue) 方案檢驗通道損耗，包括RF開關(guan) 矩陣，而不是使用昂貴的VNA。

可以使用基於(yu) 散射參數(S參數)的反嵌技術，去掉RF開關(guan) 插損的影響。反嵌導致複雜性提高，但改善了準確度，另外還必須考慮噪聲放大的影響。如果在繼電器到繼電器連接之間使用相位匹配的電纜，那麽(me) 通道到通道間隻存在小的電氣差異。如果覺得這些差異會(hui) 影響測量，那麽(me) 可以考慮自定義(yi) 通道S參數文件。可以使用SignalCorrect或矢量網絡分析儀(yi) (VNA)捕獲S參數文件，另外也可以由泰克現場項目組提供標稱S參數文件。

RF 開關(guan) 矩陣–Gen5 Rx測試

圖4:32 GT/s CEM Rx測試點。

PCIe Gen5器件(係統或插件)接收機使用精細校準的壓力眼圖信號進行測試。這個(ge) “最壞情況”信號是通過多個(ge) 校準步驟在參考平麵(沒有通道)建立的，且使用的“最壞情況”通道必須在34dB~37dB@16GHz。本節將討論怎樣在Rx測試時在這個(ge) 信號校準中采用端接的RF開關(guan) ，然後通過多路鏈路測試DUT。

在TP3測試點校準幅度、Tx均衡、隨機抖動和正弦曲線抖動要求直接連接Anritsu MP1900A BERTPPG和泰克50GHz示波器。建議使用1米2.92mm電纜(如泰克產(chan) 品號：PMCABLE1M)完成這一連接。圖5顯示了TP3校準連接，這一步中沒有包括RF開關(guan) 。由於(yu) RF開關(guan) 引入了部分電通道差異，因此建議在TP3參考平麵前不要包括這一影響。

圖5:32 GT/s TP3壓力眼圖(基本和CEM)。

在TP2P使用差模幹擾(DMI)、共模幹擾(CMI)和最後的壓力眼圖校準串擾項。這個(ge) 測試點來自TP2之後(BERT和示波器之間的物理通道)，但TP2P包括封裝嵌入及Rx均衡和時鍾恢複的影響。圖6在TP2校準中增加了RF開關(guan) ，其中開關(guan) 是在測試夾具(基本或CEM)後麵引入的。在這個(ge) 點上，工程師必須確定是需要單次TP2校準(建議用於(yu) ZT-8SP6T-40 4U/5U)，還是需要兩(liang) 次以上的TP2校準(最好考慮ZTM2-8SP6T-40不同的電氣路徑長度)。不建議級聯兩(liang) 個(ge) 以上的繼電器進行32 GT/s壓力眼圖校準。

表6:32 GT/s TP2壓力眼圖。

建議在BERT和RF開關(guan) 之間使用1米2.92mm電纜，在RF開關(guan) 和示波器之間使用短一點的0.5米2.92mm電纜。可以使用示波器差分快速邊沿，配合TekExpress軟件執行自動通道到通道時延校正。通道中所有電纜、繼電器和PCB匹配範圍都應落在正負信號路徑+/-1ps範圍內(nei) 。

PCI Express Gen5：自動多路測試

保持RF開關(guan) 的50(100差分)連接輸入/輸出將使通道內(nei) 部的反射達到最小，但會(hui) 引入部分插損。32 GT/s信號質量測試不要求實體(ti) 可變ISI電路板(Gen4測試則要求)，因此要求在示波器上嵌入額外的通道和封裝損耗。應執行測試夾具表征，包括RF開關(guan) 。基本上會(hui) 選擇一個(ge) 損耗較低的濾波器文件，實現最壞情況插件損耗(在測試係統主機時)或最壞情況係統損耗(在測試插件時)。可以使用泰克SignalCorrect解決(jue) 方案檢驗通道損耗，包括RF開關(guan) 矩陣，而不是使用昂貴的VNA。

可以使用基於(yu) 散射參數(S參數)的反嵌技術，去掉RF開關(guan) 插損的影響。反嵌導致複雜性提高，但改善了準確度，另外還必須考慮噪聲放大的影響。如果在繼電器到繼電器連接之間使用相位匹配的電纜，那麽(me) 通道到通道間隻存在小的電氣差異。如果覺得這些差異會(hui) 影響測量，那麽(me) 可以考慮自定義(yi) 通道S參數文件。可以使用SignalCorrect或矢量網絡分析儀(yi) (VNA)捕獲S參數文件，另外也可以由泰克現場項目組提供標稱S參數文件。

在多條通路中使用校準後的32 GT/s壓力眼圖信號進行接收機測試要求兩(liang) 個(ge) RF開關(guan) 矩陣，如圖7所示。在鏈路是x8或更低的路數時，可以考慮單個(ge) RF開關(guan) 矩陣。來自Anritsu MP1900A PPG的信號必須分發到所有PCIe通路中。器件將處於(yu) 環回模式，因此數字化信號將通過Tx引腳傳(chuan) 回，開關(guan) 回至BERT誤碼檢測器的單個(ge) 輸入。許多支持32 GT/s的係統會(hui) 展現一條到誤碼檢測器的高損耗返回通道，要求外部再驅動器均衡信號，以便被測試設備檢測到。

圖7:32 GT/s係統RxL EQ測試(多路)。

建議在BERT和RF開關(guan) 之間使用1米2.92mm電纜，在RF開關(guan) 和示波器之間使用短一點的0.5米2.92mm電纜。應在DUTTx和誤碼檢測器之間考慮使用最短的2.92mm電纜。

怎樣與(yu) Mini-Circuits建立通信

TekExpressTX自動化軟件提供了內(nei) 置控製功能，在自動TX測試過程中控製Mini-Circuits開關(guan) 矩陣。用戶開發自己的自動化軟件，在TX或RX測試過程中控製RF開關(guan) 。怎樣連接：可以通過兩(liang) 種方式與(yu) Mini-Circuits開關(guan) 通信：USB使用dll(動態鏈接程序庫)；以太網HTTP請求。

基本校準和測試圖

圖8:32 GT/s基本根或非根Tx(多路)。

圖9:32 GT/s基本Rx測試點。

圖10：32 GT/s TP2壓力眼圖。

圖11:32 GT/s係統Rx LEQ測試(多路)。