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基于服务器PCI-Express信号完整性测试的方法

阅读:1053发布:2020-06-12

专利汇可以提供基于服务器PCI-Express信号完整性测试的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于 服务器 PCI-Express 信号 完整性测试的方法,首先利用带USB 接口 的PCI-EXPRESS测试治具与服务器主机板连接,对服务器主机板进行PCI-EXPRESS的测试,测试仪器使用Tektronix TDS72004(20GHZ带宽)示波器,探棒使用Tektronix TCA-SMA的连接器加上SMA的标准线缆(17.5GHZ带宽),而测试的具体参数就是 附图 一和附图二所示,Tx和Rx信号的逻辑高低电平,上升/下降时间,单调性,过冲/下冲,抖动,通过测试,可以确认服务器 主板 是不是信号全部满足PCI-EXPRESS2.0规范。然后利用TDR(阻抗分析仪)来进行PCB阻抗的测试。主要是确认线缆的阻抗是否满足100ohm(±10%)的要求。使线缆的阻抗在规范内,这样才会使线缆类比与传输线,使信号不会发生反射等现象。,下面是基于服务器PCI-Express信号完整性测试的方法专利的具体信息内容。

1、基于服务器PCI-Express信号完整性测试的方法,其特征在于,按照PCI-SIG 技术协会的PCI-Express2.0工业规范,定义产品的规范以及整个系统应该遵守的 工业规范,整个测试系统包括三部分:服务器,终端设备包括各种外插板卡,定 义内容包括:
1)按照PCI-Express2.0的信号规范:定义服务器端主机板的PCI-Express2 信号输出为符合PCI-Express最新的2.0版本的标准信号;
2)按照PCI-Express2.0的阻抗要求,定义PCB板上传输线缆的阻抗要符合 PCI-Express2.0的阻抗要求;
3)在整个产品系统中,以信号质量为导向,依据PCI-EXPRESS2.0工业规范, 首先定义服务器主机板来符合PCI-EXPRESS2.0的信号规范,使驱动端为一个高质 量的信号源;
4)对PCB板这一传输介质做一个规范化的定义,满足系统级的阻抗匹配要求, 使信号无失真,无反射的在这一传输介质上传输;
5)对终端设备进行了接口定义,即由线缆端输入的信号为一符合 PCI-EXPRESS2.0规范的标准信号,为了使整个系统显示不产生抖动,其终端设计 按照PCI-EXPRESS2.0规范来设计输入信号的范围与特性;
6)PCI-SIG的PCI-EXPRESS2.0信号规范与定义,PCI-EXPRESS2.0数据传输 线由两条传送方向相反的差分信号对组成,发送Tx和接收Rx各走一路, PCI-EXPRESS通过将一路数据所需的流控信息与反向传送的数据混合在一起,从而 在同样的数据线上实现全双工,以明确服务器主机板的PCI-EXPRESS输出信号特 性;
7)按照PCI-EXPRESS2.0的阻抗要求,定义PCB传输线的阻抗符合PCI-EXPRESS 传输的阻抗要求,约束Tx和Rx的特性阻抗一定符合规范的要求,以此来保证好 的信号质量;
具体测试步骤如下:
1)首先利用带USB接口的PCI-EXPRESS测试治具,对服务器主机板进行 PCI-EXPRESS的测试,USB接口连接的测试仪器使用Tektronix TDS72004,20GHZ 带宽示波器,探棒使用Tektronix TCA-SMA的连接器加上SMA的标准线缆17.5GHZ 带宽,测试内容包括Tx和Rx信号的逻辑高低电平,上升或下降时间,单调性, 过冲或下冲,抖动,通过测试则确认服务器主板全部满足PCI-EXPRESS2.0规范;
2)利用阻抗分析仪TDR来进行PCB阻抗的测试,确认线缆的阻抗是否满足 100ohm±10%的要求,线缆的阻抗在规范内,传输信号不会发生反射现象。

说明书全文

技术领域

发明涉及计算机通信领域,具体涉及基于基于服务器PCI-Express信号完 整性测试的方法的问题。

背景技术

当今的服务器系统,已经突破了传统意义上的系统概念,向着集成化、智能 化、标准化的方向发展。对于整个系统而言,服务器和终端设计分别是不同的公 司开发,这种情况下,兼容性的问题无法避免,比如阻抗不匹配和信号串扰等问 题,使整个PCI-Express传输链路的不稳定,从而造成客户的重要数据丢失的现 象发生。
PCI-Express是目前服务器产品中的一个主流接口,由于其点对点的链接、稳 定的可靠性、丰富和成熟的指令集等优点,已经逐步替代了PCI接口。在企业级 的服务器系统中,PCI-Express接口提升了产品的扩展性,其信号传输速率可达 5Gb/s,必然涉及到PCI-Express信号的信号完整性问题,面对这些问题,对于服 务器PCI-Express传输链路,我们可以按照标准的PCI-EXPRESS2.0工业规范来约 束信号的传输质量,使信号的各个参数都能够符合PCI-EXPRESS2.0的规范要求, 让服务器和终端设备都在统一的规范下运行,从而使整个系统的PCI-Express信 号质量很好的传输,进而避免因为信号质量不好而产生的阻抗不匹配和信号串扰 等问题。

发明内容

本发明利用PCI-SIG的PCI-EXPRESS2.0工业规范为理论支撑点,以信号测试 为具体检验形式来解决PCI-EXPRES传输链路信号完整性的问题,具体发明内容可 以分为如下三个方面:
①依照PCI-SIG的PCI-EXPRESS2.0信号规范与定义,PCI-EXPRESS2.0数据传 输线由两条传送方向相反的差分信号对(LVDS,共4根)组成,发送(Tx)和接 收(Rx)各走一路,PCI-EXPRESS通过将一路数据所需的流控信息与反向传送的数 据混合在一起,从而在同样的数据线上实现全双工。明确我们服务器主机板的 PCI-EXPRESS输出信号特性。
按照PCI-EXPRESS2.0的阻抗要求,我们定义PCB传输线的阻抗符合 PCI-EXPRESS传输的阻抗要求,主要是约束Tx和Rx的特性阻抗一定符合规范的要 ②求,以此来保证好的信号质量。
本发明的优异效果是,经过详细的信号测试,我们可以很清楚的知道整个系 统的信号层工作状况,碰到一些诸如阻抗不匹配、信号干扰等问题,可以很清楚 的定位问题关键点出在那些地方,那个环节,然后根据现象以及信号测试分析结 果,找到最终问题所在并解决。
在规范基础上,给终端设备厂家一个标准的PCI-EXPRESS输入定义,要求终 端设备厂家同样设计自己的PCI-EXPRESS之信号符合PCI-EXPRESS2.0的工业规 范,使整个系统不会在物理信号层出现问题,得到最好的性能与最大的兼容性。
附图说明
图1是测试流程图
图2是PCI-Express差分信号DP/DN电器特性测试标准
图3是PCI-Express差分信号DP/DN以及传输线缆、连接器的阻抗测试标准。

具体实施方式

下面参照附图,对本发明的内容进行一个更加详细的实施做一个阐述:
按照PCI-SIG技术协会的PCI-Express2.0工业规范,定义产品的规范以及整 个系统应该遵守的工业规范,整个测试系统包括三部分:服务器,终端设备包括 各种外插板卡,定义内容包括:
1)按照PCI-Express2.0的信号规范:定义服务器端主机板的PCI-Express2 信号输出为符合PCI-Express最新的2.0版本的标准信号;
2)按照PCI-Express2.0的阻抗要求,定义PCB板上传输线缆的阻抗要符合 PCI-Express2.0的阻抗要求;
3)在整个产品系统中,以信号质量为导向,依据PCI-EXPRESS2.0工业规范, 首先定义服务器主机板来符合PCI-EXPRESS2.0的信号规范,使驱动端为一个高质 量的信号源;
4)对PCB板这一传输介质做一个规范化的定义,满足系统级的阻抗匹配要求, 使信号无失真,无反射的在这一传输介质上传输;
5)对终端设备进行了接口定义,即由线缆端输入的信号为一符合 PCI-EXPRESS2.0规范的标准信号,为了使整个系统显示不产生抖动,其终端设计 按照PCI-EXPRESS2.0规范来设计输入信号的范围与特性;
6)PCI-SIG的PCI-EXPRESS2.0信号规范与定义,PCI-EXPRESS2.0数据传输 线由两条传送方向相反的差分信号对组成,发送Tx和接收Rx各走一路, PCI-EXPRESS通过将一路数据所需的流控信息与反向传送的数据混合在一起,从而 在同样的数据线上实现全双工,以明确服务器主机板的PCI-EXPRESS输出信号特 性:
7)按照PCI-EXPRESS2.0的阻抗要求,定义PCB传输线的阻抗符合PCI-EXPRESS 传输的阻抗要求,约束Tx和Rx的特性阻抗一定符合规范的要求,以此来保证好 的信号质量;
具体测试步骤如下:
1)首先利用带USB接口的PCI-EXPRESS测试治具,对服务器主机板进行 PCI-EXPRESS的测试,USB接口连接的测试仪器使用Tektronix TDS72004,20GHZ 带宽示波器,探棒使用Tektronix TCA-SMA的连接器加上SMA的标准线缆17.5GHZ 带宽,测试内容包括Tx和Rx信号的逻辑高低电平,上升或下降时间,单调性, 过冲或下冲,抖动,通过测试则确认服务器主板全部满足PCI-EXPRESS2.0规范;
2)利用阻抗分析仪TDR来进行PCB阻抗的测试,确认线缆的阻抗是否满足 100ohm±10%的要求,线缆的阻抗在规范内,传输信号不会发生反射现象;
正如发明内容中所描述的,首先我们利用带USB接口的PCI-EXPRESS测试治具 与服务器主机板连接,对我们的服务器主机板进行PCI-EXPRESS的测试,测试仪 器使用Tektronix TDS72004(20GHZ带宽)示波器,探棒使用Tektronix TCA-SMA 的连接器加上SMA的标准线缆(17.5GHZ带宽),而测试的具体参数就是附图一和 附图二所示,Tx和Rx信号的逻辑高低电平,上升/下降时间,单调性,过冲/下冲, 抖动,通过测试,可以确认服务器主板是不是信号全部满足PCI-EXPRESS2.0规范。
然后利用TDR(阻抗分析仪)来进行PCB阻抗的测试。主要是确认线缆的阻抗 是否满足100ohm(±10%)的要求。使线缆的阻抗在规范内,这样才会使线缆类比 与传输线,使信号不会发生反射等现象。
最后我们会把我们的设计规范,信号定义,测试数据结果等告知终端设备生 产厂家,让他们按照我们的设计要求,完成整个系统设计的匹配,最终完全解决 系统的信号完整性问题。
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