Test von PCI-Express-2.0-Produkten
Die Verifizierung eines PCI-Express-Produktes stellt ganz spezielle Anforderungen an die Messtechnik. Nach Überzeugung der Experten von Agilent sind für die vielen unterschiedlichen Test- und Debugging-Aufgaben auf allen Ebenen mehrere verschiedene Testlösungen erforderlich.
Die Verifizierung eines PCI-Express-Produktes stellt ganz spezielle Anforderungen an die Messtechnik. Nach Überzeugung der Experten von Agilent sind für die vielen unterschiedlichen Test- und Debugging-Aufgaben auf allen Ebenen mehrere verschiedene Testlösungen erforderlich.
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PCI-Express ist heutzutage die erste Wahl bei vielen Hochleistungsanwendungen wie etwa Servern, Speicher- und Peripheriegeräten, Grafik und Bildverarbeitung. Der von der PCI-SIG (PCI Special Interest Group) entwickelte Standard ist weit verbreitet und wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, etwa in der Computerbranche, der Luftfahrt, der kabelgebundenen und drahtlosen Kommunikation, bei Embedded-Systemen, Switches und Hostbusadaptern. PCIe-Devices gibt es in verschiedenen Bauformen, sowohl als IC zum Einlöten auf die Hauptplatine als auch als Steckkarte zum Einstecken in einen Erweiterungssteckplatz. Es gibt sie als Netzwerk-, Grafikund Videokarten, als Festplattencontroller, Chipsätze, PCs oder Switches. Die serielle Schnittstelle PCI-Express ersetzt die herkömmlichen parallelen PCI- und PCI-X-Busse.
Verifikation von PCI-Express 2.0
Die Verifikation von PCIe 2.0 beginnt normalerweise bei der physikalischen Schicht und endet bei der Transaktionsschicht. Messungen der physikalischen Schicht stellen sicher, dass grundlegende Parameter wie Frequenz oder Spannung der Norm entsprechen, so dass zwei PCIe-Devices miteinander kommunizieren können. Weitere, komplexere Messungen wie etwa Jitteranalyse oder Jittertoleranz stellen sicher, dass Bits und Bytes zwischen den beiden Geräten zuverlässig auch über eine längere Zeit hinweg übertragen werden können.
Der zweite Schritt der Verifikation konzentriert sich darauf, sicherzustellen, dass Datenpakete richtig auf dem Bus transportiert werden und dass der Bus sich von fehlerhaften Übertragungen erholt. Dazu werden in Testdaten bewusst Fehler eingebaut.
Im letzten Schritt wird die Transaktionsschicht geprüft, in der beide Devices die entsprechenden Kommunikationspakete austauschen, um die Anforderungen der Anwendungen zu erfüllen. Der Test der Transaktionsschicht umfasst die Messung der Busleistung und auch die Prüfung der Funktion. Hier wird getestet, ob der Bus die maximale Bandbreite und die minimale Latenz erreicht und dass die Transaktionsschicht alle potentiell vorkommenden Fehlerzustände verarbeiten kann.
Agilent bietet ein breites Spektrum von Testwerkzeugen an, die die Verifikation von PCI-Express-2.0-Designs unterstützen. Die PCI-SIG hat Agilent als offiziellen Hersteller für das »Gold«-Testen sowohl der physikalischen als auch der Protokollschicht ausgewählt. Das bedeutet, dass bei den PCI-SIG-Workshops zur Standardkonformität Agilent-Messgeräte eingesetzt werden.
Um die Testanforderungen bei der Verifikation von PCIe 2.0 vollständig abzudecken, benötigt man verschiedene Messgeräte wie Oszilloskope, Bitfehlerratentester (BERT), Bitmuster-/ Rauschgeneratoren, Protokollanalysatoren und -exerciser, Jammer und Konformitätstest-Karten. Diese Produkte sind einzeln oder als Kombination einsetzbar, um jede Schicht zu verifizieren. Exerciser und Protokolltestkarten (PTC), einschließlich Link Training und Status State Machine (LTSSM), unterstützen die Erzeugung von Datenverkehr, die Validierung der Protokollschicht sowie Leistungsmessungen. Mittels Bitmuster-/Rauschgeneratoren kann man Sender und Empfänger mit speziellen Mustern und Impulsen belasten, mit Echtzeit- und Sample-Oszilloskopen verifiziert man die Signalintegrität, mit BERTs misst man die Jittertoleranz, mit Protokollanalysatoren erhält man einen Einblick in die Verbindungsund Transaktionsschicht.
Neben der Messung der Leistung von PCIe-2.0-Produkten unter Normalbedingungen, ist es auch erforderlich, die Leistung unter Fehlerbedingungen zu bewerten. Bei Geräten in der Entwicklung testet man daher mittels Fehlergeneratoren die Verbindungs- und die Transaktionsschicht, um sicher zu stellen, dass diese unter den schwierigeren Bedingungen der täglichen Anwendung auch noch einwandfrei funktionieren.
- Test von PCI-Express-2.0-Produkten
- Test der Jittertoleranz
- Testen unter Fehlerbedingungen
