PCIe 5.0 全协议栈验证
PCIe 5.0 全协议栈验证

PCIe 5.0 全协议栈验证

PCIe gen5协议验证几大角色

图21. PCIe协议栈-协议测试

分析器 Analyzer

  • 协议分析器是一个通用的 PCI Express 工具,用于总线吞吐量和链路性能测量以及数据包监控和记录。附加的触发、错误报告和过滤功能可以快速识别错误。干扰能力可以人为地产生延迟和重发,以测试错误检测能力。
  • 强大的分析器具有先进的跟踪分析、通信流量可视性和存储器分段功能。Xgig 协议分析器/干扰器允许同时进行错误注入和协议分析。互操作性特性包括对 x1、x2、x4、x8 和 x16 的数据通路宽度支持。用户在堆栈的每一层都会收到错误警报,并且高级存储器利用率支持同时捕获多个跟踪。

干扰器 Jammer

  • 干扰器可以操纵实时流量来实时模拟错误。对于 PCIe 测试,干扰器是一种内联错误注入工具,它可以模拟真实的情况并缩短测试周期。干扰器通常使用预定义的自动化测试脚本,可以重现各种各样的错误测试场景。
  • Xgig 这样的干扰器具有高度的智能和协议感知能力,可以利用条件干扰来保持对测试过程的控制,并确保全面的测试覆盖。干扰器与协议分析器或其他 PCIe 测试仪配合工作,在错误注入点产生可识别的触发信号。通过在真实环境中引入错误,可以准确识别错误恢复过程的响应性和有效性。

练习器 Exerciser

  • PCI SIG定义了练习器,用于测试和验证PCIe设备(CPU、交换、桥接和终端)是否符合标准。
    • 外围组件互连,特殊兴趣小组(PCI SIG)
  • PCIe练习器生成与PCIe兼容的数据流和数据包,并可以适当地响应被测设备(DUT)—模拟真实的PCI设备
    • 最初练习器是一个相对简单的设备,在称为协议测试卡(PTC)的PCBA卡上实现
    • 如今,PCIe5操作的测试要求要复杂得多
  • 除了一致性测试之外,研发团队现在还使用练习者来创建复杂的测试,用于调试困难的互操作性问题、验证和回归、否定测试用例和压力测试

PCIe Gen5 分析仪和干扰器解决方案

VIAVI完整的PCIe Gen5分析仪和干扰器解决方案包括硬件平台和相应的软件授权。

硬件平台可选择两种:

  • 5P16 平台,16通道,可包含分析仪、干扰器和练习器功能。
  • 5P8平台,8通道,可包含分析仪、干扰器功能。

测试软件:

  • Xgig Expert专家软件。专家软件与所有Xgig分析器一起提供了一套独特而健壮的调试和分析功能。
  • Xgig Jammer干扰器软件。干扰器(错误注入)可以测试和评估错误恢复工作。
图22. PCIe Gen5 分析仪和干扰器解决方案

Xgig 5P16 16通道分析仪、练习器和干扰器平台

图23. 5P16 16通道分析仪、练习器和干扰器平台
  • 32GTps,PCIe 5.0数据速率操作。与其他PCIe数据速率2.5、5.0、8.0和16 GTps完全兼容
  • 连接宽度为16通道,包括1、2、4、8通道
  • 256GB内存(128GB上行和128GB下行)
  • 用于多记录道捕获的内存分割
  • 使用以太网进行远程调试或使用USB进行本地调试的主机客户端连接
  • 用于NVMe管理接口(NVMe MI)可观测性的SMB捕获和触发器
  • NVMe SSDs分析(M.2,U.2,U.3,EDSFF)
  • 允许同时捕获多个链接
  • 解码所有PCIe、NVMe和CXL流量协议栈所有层(包括TLP、DLLP和PHY层块)
  • 灵活的触发事件,包括训练序列、有序集、队列对、PRPs、SGL、SMB等。
  • 可将最多四个Xgig机箱中的捕获级联到单个跟踪视图中
  • 完全支持PCI Express LTSSM分析
  • 现场可更换模块化风扇和电源
  • 电源和状态的快速LED指示灯
  • 与VIAVI Xgig软件工具套件配合使用:跟踪控制、跟踪视图、专家、Serialytics
  • 支持多种插入器(CEM、U.3 等)

Xgig Expert软件

Expert 软件的标准配备带有所有 Xgig 分析仪,是一个独特而强大的调试和分析套件,专为加速和简化设备开发和故障排除程序设计。 Expert 能够自动分析捕获的跟踪数据,有效地对上百万事件进行排序,从而识别其性能、上层协议、以及逻辑和物理层问题,包括有违协议的问题、互用性问题、性能问题和不稳定行为等。 Expert 能够帮助用户深入了解各级网络,是一款重要的优化网络性能和可靠性的工具:

  • 准确诊断系统问题
  • 快速识别错误和警告
  • 跨越多个分析仪跟踪设备活动
  • 自动绘制网络拓扑结构地图
  • 更快识别问题情况
  • 生成详细的结果报告

VIAVI 意识到客户需要一种灵活的、可定制的、能够消除繁琐和耗时的手工跟踪缓冲区分析的报告机制。为了简化这个过程中,我们推出了 Report View,它是一款基于表的报告工具,能够智能地组织 Xgig 分析仪和 Test Platform 收集到的数据,使开发人员可以快速识别、定位和解决网络问题。  Expert 内部的一个集成组件——Report View 带来了非常好的分析、筛选和比较功能,使开发人员能够通过触摸一个按钮:

  • 快速编译系统概述和当前性能和健康水平
  • 生成标准和自定义报告
  • 通过强大的自动化比较能力,大大加速故障排除速度
  • 同时跟踪来自多个分析仪的端口对
  • 通过先进的过滤能力,根据复杂程度对故障排除进行管理
  • 轻松浏览大量的跟踪缓冲区
  • 以 XML、HTML、CSV 格式导出报告,作进一步的离线分析

Xgig Jammer干扰器软件

Xgig干扰器能够操纵实时网络流量,模拟实时错误,使用户能够验证错误恢复程序的响应速度和稳定性。 该干扰器能够为用户提供高水平的控制体验,可以创建预设的配置文件,全面遍历所有相关的错误条件,以确保测试能够完全覆盖所有情况,还能够验证错误恢复程序,保证整体运行的可靠性。它能够精确定义和定时生成错误,不仅能够彻底地测试网络,还能够自动执行大部分测试程序。

图24. 干扰器Jammer

Xgig 干扰器十分智能,能够感知不同的协议,使开发人员能够根据从物理到协议层任何构架的中的任何数位生成非常有针对性的流量。 它还能够注入随机误差,运用“有条件的干扰”技术对在测试过程进行严格控制,确保遍历所有相关的操作条件,保证全面的测试覆盖率。 此外,Xgig 干扰器还能够:

  • 通过内嵌操作和自动发现功能,简化测试设置
  • 可测试的协议范围十分广泛
  • 修改现实网络流量和 CRC
  • 在错误注入点触发协议分析仪或其它测试仪器
  • 通过存储的测试用例自动进行回归测试

Xgig 干扰器是 Xgig 多功能刀片机的一个许可证选项。 它可与 Xgig 分析仪以及其它可授权功能联合使用,来触发分析仪和接收信号。

PCIe Gen5分析仪和练习器解决方案(一致性测试)

PCI-SIG执行官方认证测试,以确保每个设备都符合PCIe规范的最低要求。测试分两个层次进行:(1)电气测试,(2)协议测试。使用BERT和示波器仪器进行电气测试。协议测试是使用像这样的PCIe练习器来执行的。

一致性测试是PCIe练习器的一项重要功能。VIAVI Exerciser支持对协议一致性测试套件进行快速预认证。测试可以单独执行、分组执行或按顺序全部执行。提供了一个简单的pass-fail响应,并且作为一个选项,如果报告了问题,可以保存通信的完整跟踪以进行详细分析。详细的跟踪有助于快速发现和解决问题。

一致性测试是预先定义和锁定的,以确保执行遵循PCI规范。但是,可以将它们复制、编辑并保存为新脚本,以便在需要时创建类似但不同的测试。

VIAVI完整的PCIe Gen5一致性测试解决方案包括两个硬件平台和相应的软件授权。

两个硬件平台:

  • 5P16 主机平台
  • 练习器主机测试台

测试软件:

  • Xgig Expert专家软件。专家软件与所有Xgig分析器一起提供了一套独特而健壮的调试和分析功能。
  • Xgig Jammer干扰器软件。干扰器(错误注入)可以测试和评估错误恢复工作。
  • Xgig Exerciser练习器软件。PCIe练习器生成PCIe数据流和响应,以进行一致性测试和分析。
图25. PCIe Gen5分析仪和练习器解决方案

PCIe5 练习器解决方案是在5P16平台机箱中运行的实时逻辑/固件,用于控制和分析的Xgig软件在客户端PC上运行,由硬件测试台支持,用于与被测设备的物理接口。

图26. PCIe Gen5分析仪和练习器测试连接

Xgig5P-PCIe5-X16-EH练习器平台

图27. Xgig5P-PCIe5-X16-EH练习器平台

特点:

  • 主要测试功能(分析仪、练习器、干扰器)完全集成在一个机箱
  • 通用Xgig™ 控制和报告工具贯穿所有测试功能
  • 超大(256GB)的跟踪缓冲区,支持复杂测试、多次测试和更长的捕获时间
  • 自动调谐功能应用Viavi硬件仿真数据库配置,以获得最佳的信号质量
  • LTSSM状态跟踪器(带图形显示)
  • 自动填充PCIe配置空间和NVMe设备和地址。可手动修改
  • 专家后处理工具为超过1800个指标的捕获跟踪文件提供强大的统计和比较报告。
  • 高度可配置、多级、高级触发和过滤功能
  • 级联多达四个分析器机箱,甚至跨不同协议关联时间同步跟踪

练习器目标:

  • 可配置为主机仿真器,用于验证PCIe 5.0适配器卡和控制器
  • 可配置为端点仿真器,用于验证PCIe 5.0主机控制器和根复合体
  • 32GTps,PCIe 5.0数据速率操作。与2.5、5.0、8.0和16GTps的其他PCIe数据速率完全兼容
  • 连接宽度为16通道,包括1、2、4、8通道
  • 与分析仪和干扰器一起在5P16平台上工作
  • Analyzer功能可以监视DUT的详细通信,以便进行分析和调试
  • 支持端点设备的协议符合性测试
  • 支持动态均衡、跳过EQ训练和自动变速
  • Xgig工具提供对基本传输信号特性的控制,包括预命中和增强
  • 提供了广泛的模板和脚本库,可以使用xgig API和脚本编辑器快速方便地修改模板和脚本库。
  • 允许创建事务层数据包(TLP)和数据链路层数据包(DLLP)
  • 可选的系统模块可以模拟准确的PC/服务器类总线流量,包括整个引导周期(在BIOS控制下),提供真实的生成和响应
  • 完全链路训练练习和状态机(LTSSM)转换

Xgig Exerciser练习器软件

图28. 练习器Exerciser

  • 仿真根复合体或端点设备
  • 生成并响应符合PCIe的数据包
  • 运行32GTps,并支持2.5、5.0、8.0和16GTps的所有其他PCIe数据速率
  • 支持1、2、4、8和16通道的链接
  • 设置链接速率和宽度并控制其他速率
  • 与分析器紧密结合的操作,实现全面详细的bit级跟踪捕获
  • 执行PCIe一致性测试套件
  • 执行LTSSM测试:正极和负极测试场景
  • 带历史记录的LTSSM状态跟踪器
  • 定义自定义测试配置、保存和加载
  • 定义自定义测试套件和执行序列
  • 交换DLLP ACK到NAK响应。修改CRC。
  • 定义、发送和修改有序集
  • 脚本化API允许复杂的测试用例
  • 图形控制界面提供了简单的可视化演示和测试程序的设置
  • Xgig工具和Exerciser用户界面在支持windows10的PC上运行
  • 在VIAVI 5P16分析平台Xgig5P-PCIe5-X16-PF上运行
  • 选择适合您的应用程序的插入器(Interposer)

一致性测试支持套件

ID测试名称状态
41-20ReservedFieldsDLLPReceiveTested
52-10RetransmitOnNakTested
52-11ReplayTimerTestTested
52-12ReplayNumTestTested
52-20inkRetrainOnRetryFailTested
52-100ReplayTLPOrderTested
52-150CorruptedDLLPTested
52-160UndefinedDLLPEncodingTested
52-170WrongSeqNumInAckDLLPValidation
53-20BadLCRCTested
53-31DuplicateTLPSeqNumTested
54-12TXN_BFT_RequestCompletion_URTested
54-20BadECRCValidation
55-10Reserved Bits in Training SequencesTested
56-10De-emphasis Request during Speed ChangeTested
60-10Loopback through Configuration.Linkwidth.StartTested
60-20Loopback Through Recovery.IdleTested
61-10Check the Behavior of the DUT During FLRTested
61-20Check Whether the Physical and Data Link Layers are Reset After an FLRTested
62-10LatencyToleranceRequests(LTR)Tested
63-10,20LinkPartnerEntersandExitsComplianceModeTested
65-10L1forD3StateValidation
66-10TestASPM-L1Tested
2-4TXN_BFT_ErrorSignalingTested
3-1TXN_BFT_FlowControlInitTested
5-1TXN_BFT_VC0TCSupportTested
1-1TXN_BFT_RequestCompletionTested
1-2TXN_BFT_CompletionTimeoutTested
2-1TXN_BFT_LegacyIntTested
4-0TXN_BFT_TransactionTypesTested
57-10AdjustingInitialPresetTested
58-10AdjustingPresetsTested
59-10AdjustingCoefficientsTested
表4. 一致性测试支持套件

丰富的插入器(Interposer)