 在了解了PCIe 通信原理，编解码方式，并以Gen3 为例实际了解PCIe 信号传输流程后我们来继续一起学习PCIe 的ATE 测试--以确保DUT 内PCIe 设备均正确链接。PCIe作为一种高速接口标准，其设计已实现IP模块化。采用PCIe协议的芯片设计公司（Design House）通常会从第三方IP供应商（IP Vendor）采购经过量产验证的成熟PCIe IP核，并将其集成到自有芯片中。出于测试成本、模块失效率及测试覆盖率等因素的综合考量，Design House通常仅依据供应商提供的规范（Vendor Spec）对PCIe模块进行内部环回（Internal LoopBack）测试。 而IP供应商则需要对PCIe IP进行全面的功能验证，包括但不限于： · 唤醒功能 · 重启保护机制 · 传输速率,性能测试 · 信号完整性分析 · 眼图质量（包括眼宽测量） · 抖动（Jitter）性能测试 本文将重点介绍Design House在ATE（自动测试设备）环境下对PCIe模块的关键测试项目： 1. PCIe BERT（误码率测试）BIST（内置自测试） 2. PCIe IC内部环回（Internal Loopback）测试 3. PCIe物理层（Phy）发射端直流（Tx DC）参数测试 4. PCIe物理层发射端共模电压（Tx Vcm）测试 5. PCIe物理层低频周期信号（LFPS）测试 6. PCIe物理层检测（Detect）功能测试 一. PCIe 常见ATE 测试项目解析 1. PCIe BERT BIST 测试测试原理：· BERT（Bit Error Rate Test）：通过发送伪随机码型（PRBS7/PRBS31），统计接收端误码率（BER）。 · BIST（Built-In Self-Test）：利用芯片内部自测试逻辑生成/校验数据，减少ATE依赖。 检测模块： · 物理层（PHY）：SerDes收发器 · 数据链路层：CRC校验模块 关键Channel： · TX/RX差分对（需测试所有Lane） 常见失效 & Debug：
2. PCIe IC Internal Loopback 测试测试原理：· 在芯片内部将TX直接连接至RX（绕过PCB和连接器），验证PHY基本功能。 检测模块： · SerDes：串行化/解串行化功能 · 时钟恢复（CDR） 关键Channel： · 仅需测试芯片内部路径（不涉及外部PCB） 常见失效 & Debug：
3. PCIe PHY Tx DC 测试测试原理：· 测量TX端差分信号的直流特性： o 共模电压（Vcm）：理想值为0V（差分对称性） o 差分电压（Vdiff）：Gen3典型值800mV~1200mV 检测模块： · TX驱动器（输出级晶体管） 关键Channel： · TX+/TX-差分对 常见失效 & Debug：
4. PCIe PHY Tx Vcm 测试测试原理：· 验证TX端共模电压（Vcm）是否稳定（通常要求±50mV以内）。 检测模块： · 共模反馈电路（CMFB） 关键Channel： · TX+/TX-差分对 常见失效 & Debug：
5. PCIe PHY LFPS 测试测试原理：· LFPS（Low Frequency Periodic Signaling）：用于链路电源管理（L1/L2状态唤醒）。 · 测试LFPS信号的频率（30MHz~50MHz）和幅度（200mV~400mV）。 检测模块： · LFPS发生器/检测器 关键Channel： · TX/RX差分对（低频模式） 常见失效 & Debug：
6. PCIe PHY Detect 测试测试原理：· 检测链路对端设备是否存在（通过测量终端阻抗）。 · Hot Plug场景下验证PRSNT#信号电平。 检测模块： · 接收端终端电阻（通常50Ω） · 热插拔控制器（HPC） · 关键Channel： · RX差分对（阻抗检测） · PRSNT#引脚（热插拔） 常见失效 & Debug：
测试对比总结
Debug工具箱1. 仪器：o 高速示波器（眼图/Jitter分析） o VNA（S参数测量） o 协议分析仪（LTSSM状态跟踪） 2. 方法： o 扫描PMA寄存器，检查均衡参数 o 对比Golden Sample的S参数 o 电源噪声频谱分析 举个栗子：芯片PCIe IP Spec：Gen3x2, 8Gbps/lan 1. 规格解释· Gen3：PCIe第三代协议，单通道速率8 GT/s（Giga-Transfers per second）。o 实际有效带宽 ≈ 7.88 Gbps/lane（扣除128b/130b编码开销）。 · x2：2个通道（Lane）并行，总带宽翻倍（≈15.76 Gbps）。 · 8Gbps/lane：强调单通道理论传输速率（8 GT/s × 1 bit/transfer = 8 Gbps）。 类比：相当于一条2车道的高速公路，每车道限速8Gbps，总带宽≈16Gbps。 2. 针对Gen3x2的ATE常见测试项目（1）基础电气测试
（2）信号完整性测试
（3）协议层测试
（4）电源管理测试
3. 典型失效案例与解决方案
4. 测试流程示例1. 上电初始化 → 2. DC参数测试 → 3. BERT验证 → 4. 协议兼容性测试 → 5. 电源管理测试 → 6. Final Shmoo测试结语： 各位ATE同仁们，这次咱们盘了盘 Design House常用的PCIe测试项目，从 BERT BIST 到 Internal Loopback，再到 Phy Tx参数测试，都是大家每天打交道的东西。特别是 Gen3x2（8Gbps/lane） 这种经典配置，测起来既熟悉又容易踩坑，信号完整性、抖动、眼图，哪个不是让人又爱又恨？ 当然，测试过程中 Channel异常、误码率高、信号质量不达标 这些“日常惊喜”，相信大家也积累了不少实战经验。欢迎在评论区分享你的 Debug骚操作 或者 遇到的奇葩Case，一起集思广益！ 下期预告（咱们继续深入高速信号的“深水区”）： · PAM4信号：原理很美好，测试很骨感？（NRZ已经不够玩了，PAM4的测试坑位等你来填） · PCIe BallMap布局：怎么摆才能让信号不“打架”？（封装工程师和测试工程师的“爱恨情仇”） · ATE LoadBoard设计：你的PCB走线在偷偷影响测试结果？（那些年，因为LoadBoard被坑过的日子…） |
