CN111984477A - 一种PCIe设备信号参数动态校正装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PCIe设备信号参数动态校正装置和方法，装置包括：误码率配置单元，用于对TLP层错误重传率的配置；测试模板单元，提供多个测试模板供选择所需的测试发送序列；加重与预加重参数调整单元，分别针对PCIe链路的输出和输入，在PCIe协议规定的标准模式下自动对eq/deq参数进行动态调整校正；回环测试单元，用于将所述测试发送序列打上回环标记后发出；数据完整性校验单元，用于进行PCIe链路端对端的循环冗余码校验和链路循环冗余码校验，以判断PCIe链路信号是否恶化；数据比较单元，用于在测试模式下，对PCIe接口发出的测试发送序列和收到的解码后数据进行比较。本发明在芯片内部实现，直接连接对端的EP设备即可进行测试，成本低，自动进行，效率高。

Description

一种PCIe设备信号参数动态校正装置和方法

技术领域

本发明涉及芯片生产技术领域，特别涉及一种PCIe设备信号参数动态校正装置和方法。

背景技术

PCIe(PCIExpress)接口是一种总线接口，采用了的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽，因此成为目前业内主流的总线接口。

在实际使用中，现有的主机设备与PCIe接口信号并不完全适配，因此需对其进行信号兼容性测试，目前具体的做法是利用PCIe协会的测试夹具做内部的环路带宽信噪测试，即，将PCIe协会的测试夹具连接主机设备的 PCIe插槽，利用信号发生器发送TX信号，再与返回的信号做比较，得到测试结果，测试的流程仅仅针对该版型从芯片输出端到最后的插槽。然而 PCIe协会的测试夹具是一个大型的测试设备，价格昂贵，芯片或主机设备的生产厂家才会使用，对于很多用户来说，则是一笔无法承受的成本。

更有甚至某些主机设备的厂家会直接使用芯片厂家原厂设定的信号数据，芯片厂家在生产完芯片后需要为客户用于参考的评估板(安装有芯片和外接设备的PCB板)和评估板的调优参数。因此某些主机设备的厂家会直接使用芯片厂家评估板的调优参数，这在一定程度上带来了隐患，原因如下：

(1)外接设备随意性较大，只能做到兼容大多数产品，无法做到全部兼容；

(2)经过多级桥接之后，阻抗参数变化较大，对信号影响大，导致重传率升高，影响功耗和性能；

(3)随着使用环境的变化，级别适配较好的信号参数也会发生恶变。

基于此，本案在不增加板级硬件和产线工位的情况下，直接在芯片内部实现一种PCIe设备参数的动态校正装置和方法，无需增加PCIe协会的测试夹具等采购成本，无论是厂家还是终端用户均可根据需要实进测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种PCIe设备信号参数动态校正装置和方法，在芯片内部实现，直接连接对端的EP设备即可进行测试，无需增加PCIe协会的测试夹具等采购成本，也无需增加板级硬件和产线工位。

第一方面，本发明提供了一种PCIe设备信号参数动态校正装置，其特征在于：设置于PCIe设备的芯片内部，并包括：

误码率配置单元，用于接受用户对TLP层错误重传率的配置，该TLP 层错误重传率记为误码率；

测试模板单元，提供多个测试模板供用户选择所需的测试模板，每个测试模板中保存有一测试发送序列；

加重与预加重参数调整单元，分别针对PCIe链路的输出和输入，在PCIe 协议规定的标准模式下自动对eq/deq参数进行动态调整校正；

回环测试单元，用于在测试状态下将所述测试发送序列打上回环标记后发出；

数据完整性校验单元，用于进行PCIe链路端对端的循环冗余码校验和链路循环冗余码校验，当循环冗余码校验和链路循环冗余码出现不完整现象时，则判断PCIe链路信号恶化；

误码率统计单元，用于在PCIe链路信号恶化的情况下统计误码率，当误码率达到所述误码率配置单元的配置值时，自动触发所述加重与预加重参数调整单元进入动态调整校正功能，并使所述回环测试单元进入测试状态；

数据比较单元，用于在测试状态下，将所述回环测试单元发出的所述测试发送序列转给对端EP设备，并接收由对端EP设备返回的解码后数据，对所述测试发送序列和解码后数据进行比较，并将比较结果反馈给所述加重与预加重参数调整单元。

第二方面，本发明提供了一种PCIe设备信号参数动态校正方法，其在芯片内部实现，并包括下述步骤：

S1、通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置；通过误码率配置单元接受用户对TLP层错误重传率的配置，该TLP层错误重传率记为误码率；通过测试模板单元提供多个测试发送序列供用户选择；

S2、配置完成后，让PCIe链路连接对端EP设备(即端点从设备)正常使用，通过数据完整性校验单元进行端对端的循环冗余码校验和链路循环冗余码校验，若循环冗余码校验和链路循环冗余码出现不完整现象时，则启动所述误码率统计单元对单位时间内的误码率进行统计，若误码率达到误码率配置单元的配置值时，自动触发PCIe设备信号参数的动态校正功能；

S3、此时触发加重与预加重参数调整单元自动进行动态调整eq/deq参数，然后触发回环测试单元，使得对端EP设备进入回环测试模式；

S4、在回环测试模式下，从用户选择的所述测试模板中取出测试发送序列由回环测试单元打上回环标记后发出，经数据比较单元通过PCIe接口发出给所述对端EP设备，再由数据比较单元接收经所述对端EP设备解码后返回的数据；

S5、此时数据比较单元将发出的测试发送序列与接收到的解码后数据进行对比，看是否一致，如果一致表明此时所述eq/deq参数为适合参数，结束流程；若不一致则回到步骤S3。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例提供的装置和方法，在芯片内部实现，直接连接对端的 EP设备即可进行测试，无需增加PCIe协会的测试夹具等采购成本，也无需增加板级硬件和产线工位。而且提供多个配置单元，比如可通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置，通过误码率配置单元接受用户对TLP层错误重传率的配置，通过测试模板单元提供多个测试发送序列供用户选择，还可通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置，从而使测试更加多元化，使测试结果更为准确合理。且由于可采用PCIe协议中的AER机制来实时统计误码率，通过误码率来触发测试，从而可在外接PCIe设备运行过程中进行参数校正，达到动态调整信号参数的目的。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明系统的框架示意图；

图2为本发明实施例一中装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二中方法中的流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种PCIe设备信号参数动态校正装置和方法，在芯片内部实现，直接连接对端的EP设备即可进行测试，无需增加PCIe 协会的测试夹具等采购成本，也无需增加板级硬件和产线工位。

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：在芯片内部实现，直接连接对端的EP设备即可进行测试，设置多个配置单元，如设置误码率配置单元、测试模板单元和模式选择单元，在用户配置下，提供更加多元化的测试。通过设置加重与预加重参数调整单元可在PCIe协议规定的标准模式下对 eq/deq参数进行自动调整，直到合适的eq/deq参数为止。测试完全自动化，无需增加PCIe协会的测试夹具等采购成本，也无需增加板级硬件和产线工位，大大降低了测试成本及出错率。

在介绍具体实施例之前，先介绍本申请实施例测试时的系统框架，如图 1所示，测试时的系统框架分为芯片和两对端EP设备个部分：

芯片属于PCIe设备，内部实现了PCIe设备信号参数动态校正装置和方法，测试时通过PCIe接口连接对端EP设备，发送数据编码前的数据(测试发送序列)给对端EP设备和收到由对端EP设备返回的解码后的数据，并进行比较得到测试结果。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种PCIe设备信号参数动态校正装置，其设置于PCIe设备的芯片内部，并包括：

误码率配置单元，用于接受用户对TLP层错误重传率的配置，该TLP 层错误重传率记为误码率；

测试模板单元，提供多个测试模板供用户选择所需的测试模板，每个测试模板中保存有一测试发送序列；

加重与预加重参数调整单元，分别针对PCIe链路的输出和输入，在PCIe 协议规定的标准模式下自动对eq/deq参数进行动态调整校正；但是实际应用中，还需要考虑PCIe设备以及板级各类参数影响，比如考虑PCIe设备信号参数不稳定，容易信号出错导致数据传输失败，因此需考虑精细化动态调整。

回环测试单元，用于对PCIe链路进行环路带宽测试，当误码率统计单元达到触发条件时，自动触发PCIe设备信号参数的动态校正功能，使回环测试单元进入测试状态，开始对PCIe链路进行环路带宽测试；

数据完整性校验单元，用于进行PCIe链路端对端的循环冗余码校验 (end-to-endCRC)和链路循环冗余码校验(linkCRC)，当循环冗余码校验和链路循环冗余码出现不完整现象时，则判断PCIe链路信号恶化；循环冗余码校验和链路循环冗余码校验属于标准PCIe链路层和TLP层两个层面的校验数据，存在PCIE通信包中，一般而言，ECRC更能体现对端TLP层面看到的数据状态，LINK层面的CRC状态因为数据还没有被正式解码，仅提供参考。

误码率统计单元，用于在PCIe链路信号恶化的情况下统计误码率，当误码率达到所述误码率配置单元的配置值时，自动触发所述加重与预加重参数调整单元进入动态调整校正功能，并使所述回环测试单元进入测试状态；

数据比较单元，用于在测试状态下，将所述回环测试单元发出的所述测试发送序列转给对端EP设备，并接收由对端EP设备返回的解码后数据，对所述测试发送序列和解码后数据进行比较，并将比较结果反馈给所述加重与预加重参数调整单元。

其中，为了探测信号恶变的边界，所述加重与预加重参数调整单元进行自动调整eq/deq参数时，从协议推荐数值往下和往上不断的增减，直到探测到信号恶变的上下两个边界。

所述误码率统计单元对单位时间内的误码率进行统计包括下述两种方式：

第一种，如果对端EP设备支持AER，就直接利用查询双方AER信息来进行统计；这种直接利用PCIe协议中的AER机制来统计误码率，可以轻松实现PCIe设备信号参数动态校正。

第二种，如果对端EP设备不支持AER，则以主机端接口的单位时间内的重传中断数量密度来统计。例如单位时间一秒内实现一千次重传，产生 1000次重传中断，标记位密度1，那么设定误码率为0.5，也就是1秒内产生500次重传，依此类推，仍可以实现PCIe设备信号参数动态校正。

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式，所述装置还包括：

模式选择单元，供用户设定测试模式，测试模式包括所述测试模式包括下述两个方面：

(1)是否绝对需要进行测试，若用户配置是，则进入步骤S2，若用户配置否，则结束流程；

(2)测试是否需要细分到不同lane粒度，若用户配置是，并配置lane 的数量为n，则每针对一个lane，循环步骤S3至步骤5，直到n个lane都校正完毕。

本实施例装置在测试时，是按实施例二的方法进行，具体步骤参见下述实施例二。

另外，需要说明的是：具体实现时，本实施例中的装置中的各单元可以全部为软件模块，也可以全部为硬件模块，或一部分为软件模块(如误码率配置单元，测试模板单元，加重与预加重参数调整单元，数据完整性校验单元)，另一部分为硬件模块(如回环测试单元和数据比较单元)，只要能实现相同的功能即可。

基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中装置的对应的方法，详见实施例二。

实施例二

如图3所示，在本实施例中提供了一种PCIe设备信号参数动态校正方法，在芯片内部实现，并包括下述步骤：

S1、通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置；通过误码率配置单元接受用户对TLP层错误重传率的配置，该TLP层错误重传率记为误码率；通过测试模板单元提供多个测试发送序列供用户选择；

S2、配置完成后，让PCIe链路连接对端EP设备正常使用，通过数据完整性校验单元进行端对端的循环冗余码校验和链路循环冗余码校验，若循环冗余码校验和链路循环冗余码出现不完整现象时，则启动所述误码率统计单元对单位时间内的误码率进行统计，若误码率达到误码率配置单元的配置值时，自动触发PCIe设备信号参数的动态校正功能；

S3、此时触发加重与预加重参数调整单元自动进行动态调整eq/deq参数，然后触发回环测试单元，使得对端EP设备进入回环测试模式；

S4、在回环测试模式下，从用户选择的所述测试模板中取出测试发送序列由回环测试单元打上回环标记后发出，经数据比较单元通过PCIe接口发出给所述对端EP设备，再由数据比较单元接收经所述对端EP设备解码后返回的数据；

S5、此时数据比较单元将发出的测试发送序列与接收到的解码后数据进行对比，看是否一致，如果一致表明此时所述eq/deq参数为适合参数，结束流程；若不一致则回到步骤S3。

其中，所述加重与预加重参数调整单元进行自动调整eq/deq参数时，从协议推荐数值往下和往上不断的增减，直到探测到信号恶变的上下两个边界。

所述误码率统计单元对单位时间内的误码率进行统计包括下述两种方式：

第一种，如果对端EP设备支持AER，就直接利用查询双方AER信息来进行统计；

第二种，如果对端EP设备不支持AER，以主机端接口的单位时间内的重传中断数量密度来统计。

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式，所述装置还包括：

所述步骤S1中，还包括通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置，所述测试模式包括下述两个方面：

(1)是否绝对需要进行测试，若用户配置是，则进入步骤S2，若用户配置否，则结束流程；

(2)测试是否需要细分到不同lane粒度，若用户配置是，并配置lane 的数量为n，n≥2，则每针对一个lane均循环步骤S3至步骤5，直到n个lane 都校正完毕。

其中，n个或其中多个Lane按照同一组eq/deq参数进行校正，或者每个lane使用单独的eq/deq参数进行校正。

由于本发明实施例二所介绍的方法，为利用实施本发明实施例一的装置进行测试的方法，故而基于本发明实施例一所介绍的装置与实施例二所介绍的方法为同一发明构思，本领域所属人员能够了解该装置与方法对应的功能，故而在此不再赘述。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例提供的装置和方法，在芯片内部实现，直接连接对端的EP设备即可进行测试，无需增加PCIe协会的测试夹具等采购成本，也无需增加板级硬件和产线工位。而且提供多个配置单元，比如可通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置，通过误码率配置单元接受用户对TLP层错误重传率的配置，通过测试模板单元提供多个测试发送序列供用户选择，还可通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置，从而使测试更加多元化，使测试结果更为准确合理。且由于可采用PCIe协议中的AER机制来实时统计误码率，通过误码率来触发测试，可以实现动态调整信号参数。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种PCIe设备信号参数动态校正装置，其特征在于：设置于PCIe设备的芯片内部，并包括：

误码率配置单元，用于接受用户对TLP层错误重传率的配置，该TLP层错误重传率记为误码率；

测试模板单元，提供多个测试模板供用户选择所需的测试模板，每个测试模板中保存有一测试发送序列；

加重与预加重参数调整单元，分别针对PCIe链路的输出和输入，在PCIe协议规定的标准模式下自动对eq/deq参数进行动态调整校正；

回环测试单元，用于在测试状态下将所述测试发送序列打上回环标记后发出；

数据完整性校验单元，用于进行PCIe链路端对端的循环冗余码校验和链路循环冗余码校验，当循环冗余码校验和链路循环冗余码出现不完整现象时，则判断PCIe链路信号恶化；

误码率统计单元，用于在PCIe链路信号恶化的情况下统计误码率，当误码率达到所述误码率配置单元的配置值时，自动触发所述加重与预加重参数调整单元进入动态调整校正功能，并使所述回环测试单元进入测试状态；

数据比较单元，用于在测试状态下，将所述回环测试单元发出的所述测试发送序列转给对端EP设备，并接收由对端EP设备返回的解码后数据，对所述测试发送序列和解码后数据进行比较，并将比较结果反馈给所述加重与预加重参数调整单元。

2.根据权利要求1所述的一种PCIe设备信号参数动态校正装置，其特征在于：所述加重与预加重参数调整单元进行自动调整eq/deq参数时，从协议推荐数值往下和往上不断的增减，直到探测到信号恶变的上下两个边界。

3.根据权利要求1所述的一种PCIe设备信号参数动态校正装置，其特征在于：所述误码率统计单元对单位时间内的误码率进行统计包括下述两种方式：

第一种，如果对端EP设备支持AER，就直接利用查询双方AER信息来进行统计；

第二种，如果对端EP设备不支持AER，以主机端接口的单位时间内的重传中断数量密度来统计。

4.根据权利要求3所述的一种PCIe设备信号参数动态校正装置，其特征在于：还包括：

模式选择单元，供用户设定测试模式，包括所述测试模式包括下述两个方面：

(1)是否绝对需要进行测试，若用户配置是，则允许所述回环测试单元进入测试状态，以对PCIe设备信号参数动态校正，若用户配置否，则结束流程；

(2)测试是否需要细分到不同lane粒度，若用户配置是，并配置lane的数量为n，则分别针对每一个lane进行PCIe设备信号参数动态校正，直到n个lane都校正完毕。

5.一种PCIe设备信号参数动态校正方法，其特征在于：在芯片内部实现，并包括下述步骤：

S1、通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置；通过误码率配置单元接受用户对TLP层错误重传率的配置，该TLP层错误重传率记为误码率；通过测试模板单元提供多个测试发送序列供用户选择；

S2、配置完成后，让PCIe链路连接对端EP设备正常使用，通过数据完整性校验单元进行端对端的循环冗余码校验和链路循环冗余码校验，若循环冗余码校验和链路循环冗余码出现不完整现象时，则启动所述误码率统计单元对单位时间内的误码率进行统计，若误码率达到误码率配置单元的配置值时，自动触发PCIe设备信号参数的动态校正功能；

S3、此时触发加重与预加重参数调整单元自动进行动态调整eq/deq参数，然后触发回环测试单元，使得对端EP设备进入回环测试模式；

S4、在回环测试模式下，从用户选择的所述测试模板中取出测试发送序列由回环测试单元打上回环标记后发出，经数据比较单元通过PCIe接口发出给所述对端EP设备，再由数据比较单元接收经所述对端EP设备解码后返回的数据；

S5、此时数据比较单元将发出的测试发送序列与接收到的解码后数据进行对比，看是否一致，如果一致表明此时所述eq/deq参数为适合参数，结束流程；若不一致则回到步骤S3。

6.根据权利要求5所述的一种PCIe设备信号参数动态校正方法，其特征在于：所述加重与预加重参数调整单元进行自动调整eq/deq参数时，从协议推荐数值往下和往上不断的增减，直到探测到信号恶变的上下两个边界。

7.根据权利要求5所述的一种PCIe设备信号参数动态校正方法，其特征在于：所述误码率统计单元对单位时间内的误码率进行统计包括下述两种方式：

第一种，如果对端EP设备支持AER，就直接利用查询双方AER信息来进行统计；

第二种，如果对端EP设备不支持AER，以主机端接口的单位时间内的重传中断数量密度来统计。

8.根据权利要求5所述的一种PCIe设备信号参数动态校正方法，其特征在于：所述步骤S1中，还包括通过模式选择单元接受用户对测试模式的配置，所述测试模式包括下述两个方面：

(1)是否绝对需要进行测试，若用户配置是，则进入步骤S2，若用户配置否，则结束流程；

(2)测试是否需要细分到不同lane粒度，若用户配置是，并配置lane的数量为n，n≥2，则每针对一个lane均循环步骤S3至步骤5，直到n个lane都校正完毕。

9.根据权利要求8所述的一种PCIe设备信号参数动态校正方法，其特征在于：n个或其中多个Lane按照同一组eq/deq参数进行校正，或者每个lane使用单独的eq/deq参数进行校正。

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