通過合規(guī)性測試，實現(xiàn)PCIe生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作的第一步

其中，新思科技CXL 2.0控制器IP是首個入選PCIe 5.0集成商名單的此類控制器。PCIe是大數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的理想選擇，而CXL非常適合用于加速器、協(xié)處理器和其他共享同一內(nèi)存空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

觀看視頻，了解新思科技CXL 2.0 IP合規(guī)性測試和與Teladyne LeCroy Z516 Exerciser的互操作性演示。

外設(shè)組件互連特別興趣小組（PCI-SIG）是管理外設(shè)組件輸入/輸出數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化方法的機(jī)構(gòu)。該社區(qū)由800多家企業(yè)成員組成，專注于開發(fā)基于不同規(guī)范的可互操作產(chǎn)品，包括為企業(yè)、通信和移動平臺等不同應(yīng)用而設(shè)計的PCIe框架。PCIe 5.0規(guī)范將數(shù)據(jù)傳輸速度和帶寬能力提高至32 GT/s的最大鏈路速度，帶寬則最高可達(dá)128 GB/s。

本文將介紹PCIe合規(guī)性的幾大優(yōu)勢、具體的合規(guī)性測試過程，5.0標(biāo)準(zhǔn)與前幾代PCIe的區(qū)別，以及在設(shè)計符合PCIe標(biāo)準(zhǔn)的解決方案時需要考慮哪些建議。

為何PCIe合規(guī)性如此重要？

新興的創(chuàng)新離不開更高的CPU速度、更快的內(nèi)存存儲和高性能的消費(fèi)電子設(shè)備，這些都要求系統(tǒng)互連具有更出色的帶寬可擴(kuò)展性。PCIe架構(gòu)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能夠確保這些要求在數(shù)據(jù)中心、人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)、云計算等眾多細(xì)分市場都得到滿足。

在芯片設(shè)計領(lǐng)域，人們關(guān)注的一大問題是如何確保市場上的所有產(chǎn)品能夠協(xié)同工作，而PCI-SIG合規(guī)性測試能夠起到這方面的作用。各家公司攜帶自己的產(chǎn)品參加PCI-SIG合規(guī)性研討會，以確認(rèn)產(chǎn)品符合PCIe規(guī)范的關(guān)鍵要求，更重要的是，確保這些產(chǎn)品不管是來自客戶還是其他生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴，都能夠與其他產(chǎn)品進(jìn)行互操作。

雖然內(nèi)測可以在一定程度上檢查這種跨供應(yīng)商的功能兼容性，但通過PCIe合規(guī)性測試則能更有力地說明，相應(yīng)產(chǎn)品與其他供應(yīng)商的產(chǎn)品的互操作性已經(jīng)得到了各位行業(yè)領(lǐng)袖的全面驗證。俗話說，“實踐是最好的證明”。有了該合規(guī)性保障，開發(fā)者在構(gòu)建芯片時便可以自信地認(rèn)為，他們的設(shè)備將能與市場上的其他設(shè)備協(xié)同工作。

經(jīng)過實踐驗證的互操作性：

通過PCIe合規(guī)測試

無論是PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)，還是任何其他PCIe標(biāo)準(zhǔn)，通過相關(guān)的合規(guī)性測試，都不是一件容易的事。該流程包括兩種不同的測試類別：互操作性測試和Gold Suite測試。這些測試在PCI-SIG合規(guī)性研討會上進(jìn)行，也是PCI-SIG成員開發(fā)者之間在完成眾多開發(fā)工作后得到的成果。這些成員制定了一套測試與規(guī)范，旨在衡量每個產(chǎn)品是否符合關(guān)鍵的規(guī)格參數(shù)，并確保與其他設(shè)備的兼容性。

互操作性測試是“plugfest”測試的一部分。這一環(huán)節(jié)更類似于物理互操作性測試，在該環(huán)節(jié)中，來自不同公司的開發(fā)者將自己開發(fā)的設(shè)備與其他人開發(fā)的設(shè)備“插接”在一起，從而直接評估連接狀況。

例如，假設(shè)開發(fā)者A帶來了自己設(shè)計的PCIe 5.0插件卡，而開發(fā)者B帶來了他們的PCIe 5.0服務(wù)器或臺式機(jī)。開發(fā)者A會將插件卡接入開發(fā)者B的系統(tǒng)，如果雙方確認(rèn)能夠以最高的通用鏈路速度和最大的通用鏈路寬度正確建立PCIe鏈路，則他們便確認(rèn)這兩部設(shè)備功能相兼容。開發(fā)者A將會在許多其他系統(tǒng)上不斷重復(fù)這個過程，而開發(fā)者B也會測試其他一些插件卡。

另一方面，Gold Suite測試會對PCIe規(guī)范中被判定為影響互操作性的關(guān)鍵部分進(jìn)行測試，其中包括使用各種電氣協(xié)議測試和相關(guān)設(shè)備，例如用于評估信號傳輸質(zhì)量的誤碼率測試儀，以及用于查看和分析設(shè)備電氣信號的示波器。雖然在為期一周的活動中不可能完全驗證PCIe規(guī)范的每一個參數(shù)和排列組合，但這些測試代表了開發(fā)者花費(fèi)數(shù)千小時而得出的成果并專注于那些最影響互操作性的參數(shù)。

積極參與PCI-SIG測試

每個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都會帶來一系列獨特的挑戰(zhàn)。在為PCIe設(shè)計IP解決方案時，必須持續(xù)參加每年舉辦的各種PCI-SIG合規(guī)性研討會并進(jìn)行設(shè)備測試。因為每次研討會都能接觸到不同的設(shè)備，這就為互操作性測試創(chuàng)造了最大的可能性。

雖然通過一場合規(guī)性研討會便足以入選PCI-SIG集成商名單，但只有不斷參加更多的研討會并進(jìn)行測試，才能帶來真正的收益。可以說，參加前面提到的開發(fā)活動（通常稱為“FYI研討會”或“FYI會前研討會”）更為重要。這些活動有助于PCI-SIG開發(fā)合規(guī)性測試，并讓供應(yīng)商可以從設(shè)計過程的早期階段就強(qiáng)化他們的產(chǎn)品，確保盡早涵蓋所有的電氣、事務(wù)和配置規(guī)格。因此，有助于在最終決定研討會開始后，順利通過合規(guī)性測試。

此外，在IP領(lǐng)域，我們傾向于單獨看待PHY和控制器。但要通過合規(guī)性測試，開發(fā)者需要使用可以實際操作和評估的設(shè)備。如果不能把控制器連接到PHY上，使它能夠與外界通信，那么即便擁有世界上最強(qiáng)大的控制器也無用武之地。同樣，只是單獨地適當(dāng)控制PHY，也無法通過合規(guī)性測試。專攻其中一部分的供應(yīng)商通常需要與其他行業(yè)參與者合作，以確保端到端的合規(guī)性。

新思科技從一開始便將這兩部分結(jié)合到一起，這對于成功實現(xiàn)互操作性和通過廣泛的合規(guī)性測試必不可少。

新思科技積極參與PCI-SIG工作組和這些測試的開發(fā)，從首個FYI會前研討會開始，便提供其PHY和控制器IP解決方案作為測試工具。這意味著其他供應(yīng)商可以利用新思科技的IP解決方案持續(xù)測試和調(diào)試他們的產(chǎn)品，并提前為最終的合規(guī)性測試做好準(zhǔn)備。新思科技堅持“以行動證明自己”的做法，具體還包括贊助PCI-SIG開發(fā)者大會，在PCI-SIG理事會任職，以及安排數(shù)十名開發(fā)者積極參與多個PCI-SIG工作組。

與大多數(shù)參與PCIe合規(guī)性測試的供應(yīng)商不同，新思科技還支持在插件卡（端點）和系統(tǒng)（根端口）配置中運(yùn)行其IP，從而為行業(yè)帶來更廣泛的互操作性視角。由于大多數(shù)系統(tǒng)都依賴于幾個大型CPU供應(yīng)商的PCIe根端口設(shè)計，這些供應(yīng)商通常采用專有的實現(xiàn)方式，而非開放標(biāo)準(zhǔn)IP，因此將其根端口設(shè)計作為插件卡（端點）進(jìn)行測試絕對有必要。

不過要借助插件卡中使用的各種PCIe端點實現(xiàn)方式進(jìn)行測試，唯一的方法是采用系統(tǒng)及其相關(guān)的PCIe根端口IP。由于大多數(shù)其他IP供應(yīng)商只測試插件卡，其根端口IP的客戶不得不先搭建自己的系統(tǒng)，然后才能評估與所有其他實現(xiàn)方式的互操作性。

新思科技的PCIe IP在這兩種配置中都經(jīng)過了測試，因此客戶可以確信，無論設(shè)備連接至哪種PCIe實現(xiàn)方式，他們的設(shè)計都能與整個PCIe生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同工作。

結(jié)語