PCI Express 6.0 CEM:接收端受限眼圖校準最佳實踐
Tektronix提供針對PCIe 6.0 CEM測試的 比特誤碼率測試儀 (BERT) 接收端 (RX) 受限眼圖自動校準。該軟件名為TekRXTest,并支持額外的功能,例如RX表征與裕量測試、調試、預一致性測試以及一致性測試,均符合PCIe 6.0 CEM規范。本文檔將提供在執行RX測試前進行BERT壓力校準時,如何**使用TekRXTest軟件的指導。內容基于TekRXTest用戶手冊和PCIe 6.0 CEM接收機校準與測試方法 (MOI),并提供額外的背景與操作建議。
背景
在對被測設備 (DUT) 進行RX測試之前,用戶必須先執行BERT壓力眼圖校準。該校準確保施加到DUT接收端的所有壓力幅度均符合PCIe 6.0規范的限制。RX測試的作用是量化接收機在真實環境中運行時的 通過/失敗標準以及裕量性能。在BERT壓力校準過程中,用戶可以在校準運行中控制壓力參數。后續章節將討論這些控制項,并給出建議,以便在完成各步驟后 最大化校準收斂成功的概率。此外,文中還將說明不同軟件模式的使用場景,以及在未能實現收斂時的故障排查建議。
TekRXTest軟件
TekRXTest是一個支持自動化BERT壓力校準與RX測試 的軟件框架,適用于包括PCIe 6.0 CEM在內的多種技術。圖1展示了TekRXTest的啟動界面,以及截至2025年9月所支持的RX功能模塊。
圖1
PCI Express 6.0 CEM的BERT壓力
PCIe 6.0接收機 (RX) 測試的 BERT 壓力校準 分為兩個部分:短通道 (TP3,見圖2) 長通道 (TP2,見圖3) 首先執行TP3信號驗證:將BERT輸出信號直接通過 射頻同軸電纜連接到示波器輸入端。使用TP3連接進行的BERT測試包括:脈寬抖動 (Pulse Width Jitter)、差分幅度(Differential Amplitude)、交流 / 直流平衡 (AC-DC Balance)、預設 (Preset)、隨機抖動 (RJ, Random Jitter)、正弦抖動 (SJ, Sinusoidal Jitter)。為確保**的垂直檔位范圍與噪聲性能,應在每個示波器ATI通道的前端安裝6dB外部衰減器。這些衰減器可作為Tektronix DPO7RFKx連接器套件的一部分獲得。

圖2(TP3 短通道連接示意圖)

圖3(TP2 長通道連接示意圖)
一旦TP3校準完成,就會在BERT PPG(碼型發生器)和示波器輸入之間加入一個差分損耗通道。圖4展示了一個連接示例。在TP2校準中,需要執行以下步驟:插入損耗 (IL) 驗證,最優預設(Preset)和 CTLE(連續時間線性均衡器)選擇,壓力眼圖 (Stressed Eye) 測量;在找到收斂參數后,還會對以下干擾源進行校準:共模干擾 (CMI, Common-Mode Interference),差模干擾 (DMI, Differential-Mode Interference)。將最終的壓力值參數與規范限制進行對比,以確定BERT校準的成功完成。

圖4(TP2差分通道連接示意圖)
TP3校準時間
使用默認軟件設置時,TP3校準大約需要45分鐘。此運行時間假設以下條件均已滿足:硬件和軟件前置條件已具備;主機PC/TekRXTest與儀器之間的通信正常;按照連接圖正確完成連接;儀器處于良好工作狀態。
可以加快TP3校準的因素:
在初始化過程中跳過信號驗證
手動輸入BERT PWJ值
如果使用VNA在TP2測量ISI通道損耗,則跳過IL測量
使用自動校準模式
會延長TP3運行時間的因素:
在初始化過程中執行信號驗證
執行BERT PWJ測量
執行短通道IL測量
使用手動運行模式,并在校準步驟之間暫停
校準多個SJ頻點以啟用JTOL/裕量測試
TP2校準時間
在使用標準軟件設置時,TP2校準運行時間為2.5–4小時。運行時間受到以下因素的影響:
是否執行IL驗證步驟,還是使用VNA數據?
ISI通道損耗是否在目標范圍內?
是否能夠通過BERT可變應力與ISI通道損耗的組合實現收斂?
可變應力掃描設置(最小值、最大值、粒度)。
運行模式(在下一節中解釋)。
用戶有若干控制項可幫助成功完成壓力眼校準,包括:
標準模式:這是默認且推薦的模式。在此模式下,使用在前一步中確定的 **預設,捕獲并平均BERT階躍響應,然后傳遞給Seasim進行分析。在允許的范圍內對應力(幅度、SJ、DMI)進行多次掃描。Seasim計算眼寬和眼高,RX軟件計算眼圖面積,然后檢查是否收斂。
手動模式:允許用戶手動輸入SJ、DMI和幅度值 來進行壓力眼校準。該模式適用于 “假設分析 (what-if)”測試或調試,以嘗試離散的應力組合來實現校準收斂。
窮舉掃描模式:允許用戶在設定的掃描范圍內,以定義的步長,對 幅度、SJ和DMI的所有組合運行壓力眼校準。用戶可控制掃描范圍和步長(見圖15)。范圍越寬、步長越小,運行時間越長。此模式不會在找到收斂眼時停止,而是會執行用戶定義的完整參數范圍掃描。用戶可在掃描完成前停止操作。如果用戶發現了理想的應力組合 → 可以啟用手動模式,并使用這些設置執行壓力眼驗證,以測試是否收斂。
BERT壓力校準**實踐
在運行BERT壓力校準之前,用戶應確保滿足以下前提條件,以最大化精度和可重復性:
確保示波器和BERT上電≥60 分鐘。這樣可以保證儀器在校準前已充分預熱。
確保示波器運行最新的TekScope和波形分析軟件。要驗證最新軟件版本,請訪問:tek.com.cn或聯系您當地的Tektronix現場應用工程師。
在所有射頻電纜斷開時,通過UTILITIES → INSTRUMENT CALIBRATION菜單運行示波器信號路徑補償 (SPC)。推薦每30天 或當環境溫度自上次SPC后變化超過5°C 時執行一次SPC。
重新驗證PCIe 6.0固件和TP2的RF電纜損耗,使用VNA測試:
系統主機 (System Host):物理通道損耗 (IL) 目標 = 22.2dB–25.2dB@16GHz;嵌入 7.8dB封裝損耗;總通道損耗(IL) = 30–33dB @ 16GHz。
插卡 (Add-in Card):物理通道損耗 (IL) 目標 = 25.9dB–28.9dB@16GHz;嵌入4.1dB封裝損耗;總通道損耗 (IL) = 30–33dB@16GHz。
BERT壓力校準的目標
BERT壓力校準的目標是:找到四個可調節壓力參數 (ISI通道損耗、幅度、SJ、DMI) 與固定壓力因素 ( 如 RJ、CMI) 結合后,能夠使平均眼高和眼寬值落入指定范圍的組合。這些目標范圍為:
眼寬 (Eye Width):2.825ps – 3.425ps(標稱3.125ps)
眼高 (Top Eye Height):5.5mV – 6.5mV(標稱6mV)
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