全面表征高速鏈路，要求透過被測鏈路的多條不同通路執(zhí)行發(fā)射機（Tx）和接收機（Rx）測量,，這給全自動測試環(huán)境帶來了挑戰(zhàn),。PCI Express端口的通路寬度一般為x1,、x4、x8和x16,，這給全自動Tx或Rx測試帶來了挑戰(zhàn),。通過在測試通道中包括RF開關(guān)，我們可以在不過度改變DUT和測試設(shè)備電纜的情況下實現(xiàn)多路測試,。為使RF開關(guān)的電氣影響達到最小,，確保測試對規(guī)范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(guān)進行Gen5 （32 GT/s）多路測試,，并就設(shè)置,、自動測試提供了一些整體指引，并就通常遇到的挑戰(zhàn)提出了建議,。

　　本文將重點介紹x16測試要求的RF開關(guān)配置,，這些開關(guān)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(shù)。推薦用硬電纜在不同開關(guān)組件之間建立固定連接,，硬電纜可以向Mini-Circuits索取獲得,。本文前面給出了CEM測試圖，但這些技術(shù)也適用于BASE測試,?！　?/p>

　　圖1: ZTM2-8SP6T-40。                            圖2: ZT-8SP6T-40 4U/5U,。

　　圖1顯示了ZTM2-8SP6T-40模塊化開關(guān)矩陣,，擁有8個40GHz端接的SP6T機械開關(guān)。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。在沒有為直通連接打開繼電器時,，會有50W端接,。

　　圖2顯示了ZT-8SP6T-40 4U/5U開關(guān)矩陣，擁有8個40GHz端接的SP6T機械開關(guān),。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(guān)組件在這個矩陣中的方位,，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,。在沒有為直通連接打開繼電器時,，會有50W端接,。

　　RF開關(guān)矩陣 – Gen5 Tx測試

　　PCIe Gen5器件（系統(tǒng)主機或插件）將在多路端口中表現(xiàn)出不同的發(fā)射機性能。通常要驗證所有通路,，以便全面表征鏈路,，識別硅性能、近端或遠端串?dāng)_過高,、布線缺陷等問題,。在測試設(shè)置中采用RF開關(guān) （圖3）可以實現(xiàn)多路Tx驗證，而且不用工程師或技術(shù)人員不斷改變連接,。32 GT/s Base Tx測試（參見圖10）的連接與此類似,。

　　圖3: 32 GT/s CEM系統(tǒng)發(fā)射機（多路）。

　　系統(tǒng)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,，要求使用電纜從每條通路連接RF開關(guān),。插件配置與此類似,，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(guān)矩陣向回連接到50 GHz示波器,。任意波形發(fā)生器（AFG）之類的儀器可以自動生成要求的100MHz突發(fā)信號,，令DUT循環(huán)通過不同發(fā)射機測量使用的各種數(shù)據(jù)速率和碼型。

　　開關(guān)設(shè)置中進行的每個連接都非常重要,。由于有插損,，所以不建議串聯(lián)兩個以上的繼電器進行32 GT/s Tx測試。建議在DUT和RF開關(guān)之間使用1米2.92mm電纜,，在RF開關(guān)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(zhí)行自動通道到通道時延校正,。通道中所有電纜、繼電器和PCB匹配范圍都應(yīng)落在正負信號路徑+/- 1ps范圍內(nèi),。

　　保持RF開關(guān)的50W（100W差分）連接輸入/輸出將使通道內(nèi)部的反射達到最小,，但會引入部分插損。32 GT/s信號質(zhì)量測試不要求實體可變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(yīng)執(zhí)行測試夾具表征（5.0 PHY測試規(guī)范附錄B中描述），包括RF開關(guān),?；旧蠒x擇一個損耗較低的濾波器文件，實現(xiàn)最壞情況插件損耗（在測試系統(tǒng)主機時）或最壞情況系統(tǒng)損耗（在測試插件時）,?？梢允褂锰┛薙ignalCorrect解決方案檢驗通道損耗，包括RF開關(guān)矩陣,，而不是使用昂貴的VNA,。

　　可以使用基于散射參數(shù)（S參數(shù)）的反嵌技術(shù)，去掉RF開關(guān)插損的影響,。反嵌導(dǎo)致復(fù)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,，那么通道到通道間只存在小的電氣差異。如果覺得這些差異會影響測量,，那么可以考慮自定義通道S參數(shù)文件,。可以使用SignalCorrect或矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）捕獲S參數(shù)文件，另外也可以由泰克現(xiàn)場項目組提供標(biāo)稱S參數(shù)文件,。

　　RF開關(guān)矩陣 – Gen5 Rx測試

　　圖4: 32 GT/s CEM Rx測試點,。

　　PCIe Gen5器件（系統(tǒng)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“最壞情況”信號是通過多個校準步驟在參考平面（沒有通道）建立的,，且使用的“最壞情況”通道必須在34 dB ~37 dB @ 16 GHz,。本節(jié)將討論怎樣在Rx測試時在這個信號校準中采用端接的RF開關(guān)，然后通過多路鏈路測試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 BERT PPG和泰克50 GHz示波器,。建議使用1米2.92mm電纜（如泰克產(chǎn)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(guān),。由于RF開關(guān)引入了部分電通道差異,，因此建議在TP3參考平面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使用差模干擾（DMI）,、共模干擾（CMI）和最后的壓力眼圖校準串?dāng)_項。這個測試點來自TP2之后（BERT和示波器之間的物理通道）,，但TP2P包括封裝嵌入及Rx均衡和時鐘恢復(fù)的影響,。圖6在TP2校準中增加了RF開關(guān)，其中開關(guān)是在測試夾具（基本或CEM）后面引入的,。在這個點上,，工程師必須確定是需要單次TP2校準（建議用于ZT-8SP6T-40 4U/5U），還是需要兩次以上的TP2校準（最好考慮ZTM2-8SP6T-40不同的電氣路徑長度）,。不建議級聯(lián)兩個以上的繼電器進行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(guān)之間使用1米2.92mm電纜,，在RF開關(guān)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(zhí)行自動通道到通道時延校正,。通道中所有電纜,、繼電器和PCB匹配范圍都應(yīng)落在正負信號路徑+/- 1ps范圍內(nèi),。

　　PCI Express Gen5：自動多路測試

　　保持RF開關(guān)的50W（100W差分）連接輸入/輸出將使通道內(nèi)部的反射達到最小，但會引入部分插損,。32 GT/s信號質(zhì)量測試不要求實體可變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(yīng)執(zhí)行測試夾具表征，包括RF開關(guān),?；旧蠒x擇一個損耗較低的濾波器文件，實現(xiàn)最壞情況插件損耗（在測試系統(tǒng)主機時）或最壞情況系統(tǒng)損耗（在測試插件時）,?？梢允褂锰┛薙ignalCorrect解決方案檢驗通道損耗，包括RF開關(guān)矩陣,，而不是使用昂貴的VNA,。

　　可以使用基于散射參數(shù)（S參數(shù)）的反嵌技術(shù)，去掉RF開關(guān)插損的影響,。反嵌導(dǎo)致復(fù)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,，那么通道到通道間只存在小的電氣差異。如果覺得這些差異會影響測量,，那么可以考慮自定義通道S參數(shù)文件,。可以使用SignalCorrect或矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）捕獲S參數(shù)文件,，另外也可以由泰克現(xiàn)場項目組提供標(biāo)稱S參數(shù)文件,。

　　在多條通路中使用校準后的32 GT/s壓力眼圖信號進行接收機測試要求兩個RF開關(guān)矩陣，如圖7所示,。在鏈路是x8或更低的路數(shù)時,，可以考慮單個RF開關(guān)矩陣。來自Anritsu MP1900A PPG的信號必須分發(fā)到所有PCIe通路中,。器件將處于環(huán)回模式,，因此數(shù)字化信號將通過Tx引腳傳回，開關(guān)回至BERT誤碼檢測器的單個輸入,。許多支持32 GT/s的系統(tǒng)會展現(xiàn)一條到誤碼檢測器的高損耗返回通道,，要求外部再驅(qū)動器均衡信號，以便被測試設(shè)備檢測到,。

　　圖7: 32 GT/s系統(tǒng)Rx LEQ測試（多路）,。

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

　　怎樣與Mini-Circuits建立通信

　　TekExpress TX自動化軟件提供了內(nèi)置控制功能，在自動TX測試過程中控制Mini-Circuits開關(guān)矩陣,。用戶開發(fā)自己的自動化軟件,，在TX或RX測試過程中控制RF開關(guān)。怎樣連接：可以通過兩種方式與Mini-Circuits開關(guān)通信：USB使用dll （動態(tài)鏈接程序庫）；以太網(wǎng)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系統(tǒng)Rx LEQ測試（多路）,。