疫情不僅改變了全球的生活與工作型態，也刺激了高速資料傳輸與儲存的需求。隨著處理器技術發展，與個人電腦設備，乃至於工作伺服器，在這些互連領域對於高速資料傳輸品質的要求正與日俱增，而採用差分信號進行串行通信的PCI Express（PCIe）技術也已經蔚為主流。目前PCI Express標準也由第四代的16GT/s，演進到第五代的32GT/s。

PCIe 5.0標準

PCIe 5.0是目前廣為採用的I/O標準，顯著提高了位元傳輸速率。自從PCIe 5.0規格問世之後，未來有望將可用的頻寬增加一倍，這將對於各種運算設備和資料儲存基礎架構大有幫助。隨著傳輸速度的提高，更能夠確保訊號完整性及減少數據的損失，這一點在現在這個資訊高度數位化的世界，變得比以往任何時候都更加重要。而為了確保其基礎（Base）和板卡機電（CEM）等裝置的相容性，在其規格上也清楚列出了許多的測試要求。

是德科技指出，PCIe 5.0裝置必須通過複雜的發射器、接收器與協定測試。由於速度變得更快，加上新的壓力信號校驗要求與調諧流程相繼問世，使得接收器的測試也變得更具挑戰性。 而值得注意的是，如果工程師不熟悉此規格，則需曠日費時地對PCIe 5.0發射器執行實體層的信號品質和發射器等化測試。此外，鏈路訓練和狀態機（LTSSM）也是PCIe 5.0協定測試的關鍵，目的是確定資料封包是否在鏈路之間傳輸。這些都需要能夠通過PCI-SIG（PCI Special Interest Group）組織所認證要求的相符性測試。

PCIe 6.0標準

另外，自從PCI-SIG於2022年初發布了PCIe 6.0規格後，業者無不摩拳擦掌地準備搶占這個新興市場，相關的產品也預計將於2023年初問世。PCIe 6.0可相容於前幾代的PCIe技術，特點是將PCIe 5.0的頻寬翻倍，在x16通道的組態下，可以將資料傳輸速率倍增至64GT/s，其傳輸速率更是大幅提高到256 Gb/s。

PCIe 6.0開始採用PAM4和其他更強大的編碼技術，使得新產品測試變得更為複雜。而且由於PCIe 6.0向下相容PCIe 5.0與PCIe 4.0，這使得在測試上必須能同時滿足PCIe 4.0、5.0和6.0的測試挑戰。而包括系統模擬、互連設計、發射器測試、接收器和鏈路等化測試，以及協定層測試，也都是不能忽視的重點。

PCIe 6.0測試系統

Anritsu安立知指出，PCIe 6.0利用前向糾錯（FEC）作為一項關鍵技術，這可以用來確保32-Gbaud PAM4（64 Gbps）且受傳輸路徑損耗影響的低訊噪比（SNR）訊號之完整性，其結果是與評估待測物有關的複雜度更高。對此，安立知也將其訊號品質分析儀MP1900A系列，搭配太克科技（Tektronix）的DPO70000SX即時示波器，以及Synopsys PCI Express 6.0 IP，成為一套PCIe 6.0基本規格測試系統。

圖一 : PCIe 6.0測試系統示意圖。（安立知提供）

根據PCIe 6.0的基本規格，安立知MP1900A將產生由 DPO70000SX示波器校準的應力相容訊號，並將該訊號傳輸至Synopsys PCI Express 6.0 IP，即可使用待測物（DUT）內部錯誤計數器來測量位元錯誤。此外，MP1900A PAM4誤碼檢測器（Error Detector）可在待測物回放模式下，測量位元的誤差。使用MP1900A的FEC功能，將有助於分析並顯示FEC糾正與未糾正錯誤，以及後FEC誤碼率，而DPO70000SX即時示波器則可分析來自待測物的訊號波形。除了PCIe 6.0的基本測試之外，也可以進行PCIe 5.0鏈路等化（LEQ）的測試。

MP1900A訊號品質分析儀是一款高性能的誤碼率測試儀（BERT），主要功用在於測量包括PCIe 3.0至5.0、PCIe 6.0和USB3.2與4.0等高速運算介面，以及包括400 GbE、800 GbE等超寬頻通訊介面。MP1900A 兼具測試重現性和簡單的操作等優點，並且經過PCI-SIG認證，可用於進行PCIe 5.0的一致性測試。

速訊號測試挑戰

太克科技指出，在現今的世界中，對於適用於更高、更快速裝置和技術的需求正不斷增加。這些現況對於不斷進行技術突破與創新的工程師而言，他們必須要能夠測試越來越多的資料，而這些技術必須以越來越快的速度傳輸。目前包括人工智慧（AI）、雲端和資料中心等資料密集型市場，都採用了PCIe作為業界標準。儘管最新發布的6.0標準提供了更快速的工作處理效能，但相關的測試也為專注於整合PCIe 6.0產品的客戶帶來了一連串的挑戰。

也正由於校準高損耗通道上的壓力眼圖訊號具有非常高的敏感性，使得PCIe接收器驗證變得非常困難。透過PCIe接收器測試解決方案，可以讓設計在所需的誤碼率目標下進行更全面的測試。而太克提供的直覺化逐步式工具，也為Anritsu MP1900A BERT提供了連結訓練程序，確保能對接收器進行準確的測試。

太克科技的PCIe 6.0 Base接收器解決方案，包括64 GT/s的四階脈衝振幅調變（PAM4）接收器校準功能。其演算法也能有效地解決校準發射器的前導測試，以符合6.0 Base規格中的新挑戰。PAMJET DSP工具主要是透過儀器雜訊補償，提供關鍵的64 GT/s抖動和雜訊量測。此全自動解決方案利用6.0 Base發射器解決方案技術，並以PCI-SIG引入的最新資料速率，來增強因應接收器挑戰的能力。

圖二 : PCIe 6.0基本規格測試系統。（太克科技提供）

PCIe 6.0介面對於在高效能運算（HPC）、儲存和AI應用程式中，進行具有低延遲和高輸送量的即時資料連接非常有幫助。目前包括安立知與太克科技都是PCI-SIG工作小組的成員。這兩家測試儀器廠商在接收器測試解決方案的成功基礎上，很早就已經開始為PCIe 6.0的合作展開佈局。整合Anritsu MP1900A和Tektronix DPO70000SX即時示波器的解決方案，可以為市場帶來創新性的改進，並提供了一個完整的實體層PCIe測試系統。隨著市場不斷開發新技術，該系統還可以擴展到PCIe 6.0的高速網路測試。除此之外，Synopsys也與Tektronix合作，對其PCIe 6.0 DesignWare IP進行早期驗證，為這次的合作提供了早期原型。

結語

這幾年來的疫情，讓全球加速走向數位化。而在疫情過後，數位化的腳步也不會停止，數位轉型過程所產生的大量數據，都需要依賴更高速的數位介面來完成傳輸的目的。高速數位訊號發展的腳步不會停止，隨著最新一代的PCIe介面技術持續問世，相關的測試工具也都將隨之升級，滿足所有測試所需。