概述 

研發部門通常會通過BIOS設置來給出系統參數，尤其是均衡參數，以調節PCIe鏈路的整體性能。這是一個反復調試和驗證的過程：嘗試設置一組BIOS參數，驗證系統性能是否有改善；如果沒有改善，則繼續嘗試設置另一組BIOS參數…

修改BIOS很容易，但驗證比較麻煩。工程師們沒有一個很好的快速測量手段，來驗證新BIOS對系統性能是否有改善，只能進行費時費力的一致性測試，來反復調試和驗證。

一致性測試包括發送端（Tx）和接收端（Rx）測試，需要使用價格昂貴的示波器和誤碼儀進行測量，并且測量時間非常長，通常一個16通道 （X16 Lane）接插件（Slot）的一致性測試，需要2天的時間才能完成。由于BIOS參數調試需要嘗試大量的組合，給測試部門的設備和工程師帶來了非常大的工作量。

另外，盡管一致性測試能充分評估待測物的物理層性能，但仍然有可能發生這樣的情況：一致性測試能夠通過，但互操作時系統主板和板卡之間存在鏈路不通、掉速、掉包等問題。

泰克解決方案

基于PCIe接口生態廠家的這些痛點，Tektronix推出了TMT4 PCIe性能綜合測試儀，協助客戶解決上述問題。Tektronix TMT4 PCIe性能綜合測試儀是一款高性能測試儀器，旨在為電子產品制造商提供PCI Express（PCIe）設備的綜合測試解決方案。該儀器支持PCIe Gen3/4 Tx，Rx和LTSSM綜合測試功能，能夠幫助用戶快速識別問題并加快產品上市速度。

TMT4的主要特點包括：

1）一機多用

支持PCIe 3/4 Tx，Rx和LTSSM綜合測試功能。TMT4提供了全面的PCIe測試解決方案，支持TX和RX測試、LTSSM協議交互與監測等多種測試功能，能夠有效識別PCIe Gen3/4的物理層和協議層問題。

2）一學就會

一臺便攜式儀器，一根連接線，一個測試夾具，即可完成與待測物的連接，一鍵開始PCIe測試，大大減少了工程師上手學習的時間。

3）測試飛快

16條Lane的快速掃描測試僅需1.5分鐘！

使用自定義掃描，完成16條Lane及10個preset的全組合掃描測試，也僅僅只需要15分鐘。

4）價格不貴

相比其他PCIe Gen3/4測試儀器，TMT4價格相對較低，大幅降低測試成本。

案例分享

某公司的子卡通過了一致性測試，但和系統主板協同工作時出現了互操作問題。

為了能深入地了解并解決這個問題，使用TMT4 PCIe4綜合測試儀作為實時Link Partner快速掃描全部16條lane，一分鐘快速給出眼圖和Rx均衡參數。

我們發現，此時眼圖結果不佳，且Rx均衡的系數非常大，尤其是權重高的DFE1。這意味著要對Tx信號進行大量的補償，才能建立信號鏈路，待測物的Tx鏈路信號質量非常糟糕。

圖1 快速掃描眼圖結果

圖2 快速掃描眼高、眼寬、Rx均衡參數

客戶認為增加自適應的Preset均衡不夠強，提高Tx均衡的強度應該可以改善這一問題。

由于TMT4測試速度很快，客戶切換到自定義掃描模式下，以確認所有Preset下的鏈路性能，重點關注P6/P7/P8這幾個強的Preset的測量結果。

十分鐘后測量完畢，結果顯示：

DUT Tx鏈路的眼圖在各種Preset下整體都很差，即便是P7和P8，結果也沒有變得更好，相較自適應的P9/P6還要略差一點。并且DFE1的系數也都非常高。

圖4 自定義掃描下，所有Lane、所有Preset的眼圖結果

圖5 自定義掃描下，部分Lane和Preset的眼高、眼寬、Rx均衡參數

我們告知客戶，對這個待測物而言，調節到更強的Preset并不能改善系統的性能，應綜合考慮板級設計上的所有信號完整性的因素，如插入損耗、串擾、反射、噪聲等。

客戶仍想嘗試把BIOS修改為強的Preset7，強制待測物工作在Preset7下，看看效果。更改BIOS后，待測物和主板之間的互操作問題仍然存在。再次使用TMT4快速掃描，發現TMT4和待測物無法形成鏈路溝通，證明此時鏈路惡化了。

客戶按照我們的建議，重新檢查設計，并終解決了問題。

總結

在大約35分鐘的調試過程中，用戶能夠在實時鏈路中了解有關其PCIe設計運行狀況的更多信息，并快速確定各種不同BIOS參數的性能邊界。

通過一致性測試的PCIe設備仍可能存在互操作問題，并且一旦通過一致性測試，碰到這種問題通常很難解決。

TMT4快速掃描和自定義掃描功能，可以幫助工程師快速檢測待測物的性能，確認待測物在不同BIOS設置下性能是否改善，還能為解決互操作問題提供調試思路。