PCIe 分析仪

什么是 PCIe 分析仪？

高速外设组件互连 (PCIe) 是行业标准计算机总线架构。PCIe 于 2002 年首次推出，作为 PCI 和加速图形端口 (AGP) 接口的继任者，用于内部计算机连接，目前已接近第六代。PCIe 使用点对点拓扑为每台相连的设备提供独立的高速链路。 

PCIe 串行扩展总线和相关组件的规范是由外围组件互连特别兴趣组 (PCI-SIG) 定义的，PCI-SIG 是一个拥有并维护所有 PCI 和 PCIe 标准的行业联盟。

PCIe 分析仪是一种功能强大的测试解决方案，用于捕获和解释通过 PCIe 接口传输的数据包。数据被转换成有用的协议解码，以评估是否符合相关的 PCI-SIG 规范。任何逻辑错误都会被检测和描述。 

先进的 PCI Express 协议分析仪还可以在同一平台上包括协议训练器或干扰器功能。这使得 PCIe 测试和开发更具成本效益和稳健性，且设置时间更短。

VIAVI PCIe 分析仪有哪些 PCIe 版本？

PCI Express 保持了高标准的带宽和速度，每一个后续版本都加倍，同时在所有版本之间向下兼容。尽管信号损耗、串扰和延迟等技术挑战不断增加，但开发商和制造商一直在努力实现这些目标。

多功能、用户友好的 VIAVI PCIe 分析仪适应了这些变化。改进的功能、内存和自动化已被纳入，以跟上新的和新兴的 PCIe 技术的步伐。

• 高 PCIe 5.0 带宽要求，以及以 PCIe 5.0 速度执行的新均衡旁路和预编码选项，使硬件和系统测试变得复杂。VIAVI Xgig 分析仪系列支持强大的 PCI Express 5.0 插槽测试和协议分析，具有卓越的计算、内存和分段功能。还支持计算快速链路 (CXL) 和其他替代协议流量的解码。
• PCIe 5.0 在每个方向都实现了令人印象深刻的 64 GB/秒吞吐量，而无需对链路层或事务层进行重大功能更改。物理层升级包括更高级的 EIEOS 有序集和均衡序列，以提高信号完整性并减少延迟。PCIe 5.0 还通过更新的 TS1 和 TS2 训练序列支持备用协议。
• 适用于 PCIe 5 的 VIAVI Xgig 5P16 分析仪/协议训练器/干扰器平台是一个集成系统，允许在同一平台上实现分析仪、协议训练器和干扰器功能，使用户能够经济高效地配置设备，以最大限度地满足其个人和特定需求。类似地，用于 PCI Express 5.0 平台的 Xgig 5P8 分析仪/干扰器平台在堆栈的所有层为 PCIe 第五代流量提供协议分析。它支持最多 8 通道的链路宽度。
• PCIe 4.0 的开发考虑到了在 PCIe 3.0 漫长的生命周期中出现的高带宽应用。PCIe 4.0 规范还集成了可变数据通路宽度和新的数据通路余量功能，以提高可靠性。
• VIAVI Xgig 4K16 PCI Express 4.0 协议分析仪/干扰器是一个全面的解决方案，用于 4.0 版本协议分析和错误注入，以及 NVMe 测试和开发应用。可以用单个接口适配卡同时进行协议分析和干扰。内存分段用于从多个轨线中捕获数据。面向 PCI Express 4.0 的 Xgig 4K4 分析仪平台提供了类似的性能，但链路宽度为 4 通道。

如何使用 PCIe 分析仪？

PCI Express 协议分析仪由硬件和软件组件组成。需要硬件来将协议分析仪物理连接到被测链路，以便可以不中断地收集数据。一旦建立了该连接，PCIe 分析仪的软件组件将用于验证链路并诊断遇到的任何错误。

• 协议分析 
  PCIe 协议分析仪的主要功能是对照相关的 PCI-SIG 协议检查 PCI Express 的性能。软件测试设置允许配置测试的记录、存储和流量过滤首选项。Xgig Expert 软件可以高效地对数百万个事件进行分类，以确定物理层、上层和逻辑层是否符合 PCIe 协议。错误、互操作性问题和性能问题很快被识别出来。
• 干扰
  为协议分析建立的硬件连接也可用于主动将错误引入 PCIe 链路。智能、协议感知干扰功能可用于模拟真实世界或最坏情况（角落）条件。干扰能力还允许评估错误恢复过程的有效性。
• 故障排查
  由 PCIe 分析仪执行的 PCI Express 检查可以用作有效的调试工具。多个轨线的事务测试和记录为调试应用程序提供了坚实的基础。高级调试功能、错误报告、触发和搜索功能还可以最大限度地减少开发或现实场景中的诊断时间。

PCIe 分析仪测试/测量什么？

最好的 PCI Express 分析仪能够测量和测试各种输出，以全面评估 PCIe 的性能。

• 使用 PCIe 分析仪可以诊断链路启动或训练问题，例如速度不正确或信号完整性差。一旦达到正常操作的 L0 状态，就可以通过捕获后分析来发现和测量诸如过度重放和错误恢复之类的性能问题。
• 发送 (Tx) 和接收 (Rx) 逻辑之间的 物理层不匹配是一个常见问题，它会延长电气空闲 (EI) 的退出状态。锁定时间较短的 PCIe 分析仪可用于快速识别这些问题。在低功耗状态下捕获和分析事务数据可以防止导致延迟的不对齐。
• 借助每通道分辨率和全速数据捕获，实时指标更具可操作性。未确认、挂起的 I/O 事务、重放和事务队列深度是可以揭示更多链路性能和潜在问题的指标。Xgig Expert 软件可以快速将这些指标组织成详细的、可定制的报告。

为什么需要分析 PCIe 协议？

VIAVI 是 PCI-SIG 引以为豪的成员组织之一，为新规范和测试标准提供了宝贵的意见。PCIe 协议的标准化和接受度提高了供应商和组件之间的互操作性，并提高了可靠性。 

• PCIe 的特性和创新包括向下兼容性、自主电源管理和易于扩展。这些广受欢迎的优势促进了行业对 PCIe 的广泛采用。PCI-SIG 持续赞助合规研讨会、开发者会议和互操作性测试会议。这些活动利用了 PCIe 的知名度，促进了厂商之间协议测试的通用性。
• 使用 PCI 总线分析仪定位和解码协议信息不仅仅是为了符合协议。作为物理层协议测试的副产品，PCIe 分析仪还可以确定给定链路上数据传输的成功程度。可能导致现场性能问题的错误可以在产品发布之前得到充分描述和解决。
• PCIe 协议测试的替代方法可以用示波器等传统测试工具来完成。随着每一个后续的 PCIe 版本的发布，这些选项变得更加耗时。先进的 PCI Express 协议分析仪可直接查看在线流量，比间接测量端点性能更高效、信息量更大。 

投资前需要了解的 PCIe 分析仪功能

PCI Express 协议分析仪功能集随着每个新版本的带宽和复杂性而扩展。创新的 PCIe 分析仪通过提高测试效率和多功能性，实现了高投资回报。

• 向下兼容性是 PCIe 协议分析仪的一个基本特性，新 PCIe 迭代的发布节奏计划为两年一次。最好的 PCIe 分析仪可以适应 1-16 个通道的链路宽度和 2.5 到 32 GT/秒的数据速率（对于 PCIe 5.0）。
• 用于捕获长轨线或多轨线的内存大小和分段允许您以更高的粒度和更强大的诊断能力测试 PCI Express 插槽性能。PCI Express 分析仪可以调用捕获的数据来查明错误或缺陷的物理来源。
• NVMe 协议测试功能补充了 PCI Express 检查，为 PCIe 的非易失性存储器提供了流量可见性。VIAVI 协议分析仪包括 NVMe 触发和搜索流量功能，以及堆栈所有层的 NVMe 解码。
• 接口适配卡自动调整通过在测试设置期间自动检测和调整正确的 PCIe 参数来减少测试时间。自动调整功能还提高了 PCIe 总线分析仪测试的整体可靠性和可重复性。
• 远程调试旨在解决 PCIe 在整个网络计算环境中的快速传播。PCI 总线分析仪的主机-客户端连接特性允许利用以太网连接进行远程错误监控和诊断。
• PCIe 分析仪中的干扰器和协议训练器功能使同一硬件能够高效地执行多个测试过程。协议分析仪的深度包检查由干扰器的内联错误注入来补充，以测试恢复时间。协议训练器功能可用于模拟流量和/或链接的设备，并测试组件合规性。