PCIe3.0和USB 3.0的测试难题

PCIe3.0和USB 3.0的测试难题

泰克参展2011年英特尔信息技术峰会（IDF）大会，介绍并现场演示其完善的测试测量系列工具，帮助设计工程师能够按期向市场上推出下一代产品。
    在今年的IDF上，英特尔重点推介了USB3和PCIE3这两大技术主题。因此，本次泰克展示的面向未来高速数据创新的技术包括：从协议层到物理层的端到端PCI Express 3.0解决方案、最新的BERTScope USB3.0自动化一致性测试解决方案，以及最新推出的MSO/DPO5000系列示波器，其为基于Intel® Atom™ 处理器家族微型结构平台开发应用的嵌入式设计人员提供了理想的工具。

高速数据传输 带来更高的测试需求
    高速数据设计人员正面临着越来越大的压力，如何才能跟上最新标准的发展步伐，在第一时间把设计提升到全新水平。这就为测试带来了巨大挑战，其难度和复杂度都远远超过以往。
    张欣先生解释道：“而以往低速信号的协议，用很简单的协议分析仪，非常便宜的设备就可以完成。但对于PCIE3和USB3.0这类的高速串行的构架系统来讲，如果在协议层面出现问题，就不得不把协议层的测试，从DUT测试机器拿下来，再用示波器或者其他的设备做d ebug，这时候就可能遇到很多问题，导致丧失很多关键的调试的机会。”
    从传统意义上来说，一般认为速度越快，信号所承载的频率会越高。对设备要求的带宽更宽，对模拟信号进行模数转换的采样要求率更高。而与此同时，如果带宽太宽的话，采集到的已经不是信号本身了，更多的是噪声。
    而且，对于高速串行标准如USB 3.0，由于数据速度提高，需要对发射机和接收机都进行物理层特性检验。工程师们不再仅仅依赖眼图来判断性能，而是需要使用不同的工具。

泰克的对策
    相比去主动改善整个信号传输环境而言，泰克的办法是对信号本身做一些免疫，从而使其抵抗链路对信号的衰减。这样，测试设备就便不需要采集太高带宽的信号。但同时而给测试员带来的挑战是，需要很多复杂的后端处理方法，把信号从已经被衰竭很差的情况下，恢复到原始状态。
    泰克主张整个高速信号体系构架的完整自主的理念，即从互联层到电信层，再到协议层，三位一体的完整的体系。泰克的思路是将所有的信号都从物理层捕获，从底往上，实现一个整个方案的构架。因为信号本身的特质，就是从物理层上反映出来的。

就泰克的方法，Balaji先生着重提出以下三点：
    第一，探测系统的探测方法是很关键的，因为设备跟信号唯一的接触就在探测上。传统的协议分析，没有做对信号的驱动或均衡处理，因此协议分析仪本身对被探测的信号不敏感，或者对被探测的信号有一定的损伤。而泰克探头，采用的是高精尖的模拟设计，可以保证信号在很高速的情况下，不会有任何损伤。并且协议分析可以正确地采集到信号。
    第二，在软件界面的处理上，泰克把整个协议的显示做得更加智能，从而让工程师只关注在他们想看的数据上。就是说用户可以通过自定义，在协议分析里面显示那些协议的内容。
    第三，最关键的一点是，泰克的协议分析仪解决方案是基于物理层信号捕获的，跟传统的协议分析仪有很大的区别。在调试电源时，泰克的协议分析仪可更快速地跟踪到总线变化的状态。而PCIE协议中的复杂机制，可以保证系统正常地进入到某种状态。
另外一个特点是，它在四个FTS时间之内就可以跟踪上整个链路的数据，就是说能瞬态跟踪到链路上任何的状态变化。而且，既然看得到，就能调试，从而可以提供给用户更多、更丰富的链路状态信息。

泰克的USB测试发展之路
    “泰克在USB上可以说是一个先驱，并且一直在关注USB技术的发展，从1.0的12兆到2.0的480兆，直到现在的5G，我们一直是USB协会里面的贡献者。USB2.0及3.0的测试方案，泰克都是第一家做出来的。我们也在去年4月29号，收购了Synthesys Research，目的就是为了使USB测试解决方案更完整。”Allen先生提到: “不管是跟USB协议，还是跟英特尔，我们一直都在做一个横向沟通，并参与其中。”
    与英特尔关系非同一般
    “泰克正在跟英特尔一起开发下一代在CPU内部的探测方法。” Balaji透露：“未来对CPU内部的信号探测，将不再用探头，而是用一种全新的方法。”
    实际上，在过去二十多年来，泰克和英特尔一直保持着非常紧密的合作。泰克恐怕也多少占了些地理位置的光，他与英特尔的研发总部在一起。Balaji告诉EEWORLD记者：“泰克很多工程师都是从英特尔过来的，而很多泰克工程师也会到英特尔工作。英特尔内部会有一些没有对外公布的项目，泰克都会提前参与进去。这之中比较多的是针对英特尔处理器的调试。”
    在美国、以色列、马来西亚、印度，泰克都有专门针对英特尔的销售群体和AE的队伍，并且泰克已多年荣获英特尔的最佳供应商荣誉。
    USB3.0进入芯片组 机遇还是挑战？
    关于USB3.0普及的势头已愈演愈烈。曾有报道称，英特尔会在今年6月的台北电脑展推出支持USB3.0的新一代芯片组产品，同时，在今年的IDF大会上，施浩德先生也宣布英特尔将在第二代酷睿处理器中整合USB3.0。按照英特尔的计划，未来我们在使用USB3.0的时候就不用额外的控制器，而直接获得接口了。
    而这种将USB3.0做入芯片组的做法，给泰克这样的测试厂商带来了什么样的影响呢？Allen先生为我们做了解答：
    “英特尔把USB3.0放到ICH里面，其实就技术上来讲，测试点反而变单纯。当然对于测试仪器厂商来讲，我们喜欢越复杂越好，因为越复杂我们的商机就越多。”
    “但是从另外一个角度来看的话，在host端的普及，对USB这种的client端的应用来说，是很重要的。英特尔把USB3.0放到ICH中，最大的影响，就是会减少一个成本，使价格可以降下来。而一旦价格下降，普及率就会升高，市场就会变大。我们可以看到USB 3.0的应用非常广泛，一旦市场打开，客户端的应用就会越来越多，那我们的设备也会比较容易推广出去。要知道，我们的着眼点绝对在客户端，而不是在host端。”

从协议层到物理层，为PCI Express 3.0提供单一工具解决方案
    泰克逻辑协议分析仪为PCI Express 3.0设计、测试和调试提供了协议分析仪和逻辑分析仪兼有的最佳方案。PCI Express中的测试挑战可能来自于PCIe协议栈的任何一层，包括传输层或物理层。过去，工程师们需要一台示波器和一台协议分析仪，来执行必要的测试。适用于PCI Express 3.0的TLA7SAxx系列逻辑分析仪是能够同时覆盖协议层到物理层的单一工具。它可以帮助系统工程师、硬件工程师和软件工程师进行协作调试，并能够迅速确定系统级问题。为增强TLA7SAxx查看物理层的能力，泰克在系统设计中采用了OpenEYE技术。OpenEYE提供了自动调谐均衡功能，可以更迅速地评估PCI Express信道的物理层性能，而无需高深的示波器设置经验。
    采用BERTScope和BSAUSB3 选件，为USB 3.0提供自动化接收机测试解决方案
    高速串行标准如USB 3.0，由于数据速度提高，需要对发射机和接收机都进行物理层特性检验。工程师们不再仅仅依赖眼图来判断性能，而是需要使用不同的工具。泰克最新推出的BSAUSB3 选件，由一个LFPS开关和自动化软件配合，提供了一种优异的方式，让USB3.0一致性测试变得更加轻松，并可以获得一致的结果。BSAUSB3选件允许工程师执行自动化压力眼图校准、Loopback启动和抖动容限测试，并同时提供了数据库后端，可以快速生成报告。除此之外，BERTScope优异的去加重和时钟恢复模块，加之强大的示波器能力能帮助工程师满足甚至超越一致性测试要求。
    DPO/MSO5000系列为嵌入式系统提供了无可比拟的性能和分析工具
    泰克最新推出的DPO/MSO5000系列示波器提供了350 MHz - 2 GHz的带宽，为多种行业和应用提供测试解决方案。消费品和工业品变得越来越智能化，它们采用更加先进的嵌入式电子设备，包括由芯片到芯片总线连接的多种元器件、有线和无线网络连接、复杂的功耗管理方案、图像显示、尖端的用户接口（如高速USB 2.0、以太网、DDR）和通用串行总线（如I2C、SPI、CAN、LIN）。通过最新提供的产品，泰克再一次验证了其产品与业内不断演进、不断提高需求的密切结合——帮助基于Intel® Atom™处理器微型结构等平台的工程师，开发更复杂的设计应用。