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PCI-Express相容性測試簡述

上網時間: 2007年05月31日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:PCI-SIG  PCI  PCI-EXPRESS 

在去年底於台北舉行的PCI-SIG第52次相容性測試大會(見圖3)亞太區第16次會議上,除了探討新興的PCI-Express規格外,還進行四天的相容性測試。來自全球各地的100多位工程師互相測試產品和元件,在這項測試中,被認可為通過測試的產品,就有資格加入擁有200多位其它成員的PCI-SIG產品整合商名單。這份名單是一項符合PCI規格相容標準的元件目錄。

在PCI-SIG一致性和互通作業性測試過程中,像這類相容性測試大會只是最後的幾個步驟。對具備互通作業性產品的製造而言,具備可靠的規格是首要需求。在過去15年內,許多市場廣泛採用的PCI-SIG互連規格是這些規格可靠性的最好佐證。

不過,儘管該規格是由PCI-SIG工作組成員制定並直接相容於互連規格,但在實際測試過程中,測試規格必須符合測試定義,該測試定義是確認某元件符合互連規格的過程的第一步。一旦確立了測試規格,業界相關廠商便開始開發一系列硬體和軟體工具,以便在真實環境中應用這些測試。這些工具針對成員開發的系統、附加卡和晶片進行了測試,並對其正確性進行細檢查。最終,測試工具將獲得認可,以正式用於決定產品相容性,並成為後續相容性測試工作的一部份。

在去年底的相容性測試大會上,針對PCI-Express規格,就有多達4種不同的重要項目必須進行測試。PCI-SIG成員可用三種不同系列的專用硬體電路板(見圖1)和多款軟體工具來驗證其產品是否符合這些要求。

圖1:從左至右分別是:確認PCI-Express產品所需的相容性測試基板(CBB),相容性測試負載板(CLB)和協議測試卡(PTC)。
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圖1:從左至右分別是:確認PCI-Express產品所需的相容性測試基板(CBB),相容性測試負載板(CLB)和協議測試卡(PTC)。

實體層:必須對所有元件的實體層進行測試-電氣訊號位於PCI-Express的中心。針對主板,可用相容性測試負載板(CLB)來連接示波器和不同寬度的PCI-Express插槽。而針對附加卡,則可採用相容性測試基板(CBB)以提供相應的連接。利用PCI-SIG提供的軟體,可對示波器擷取到的數據視圖、抖動和元件位元率進行分析(見圖2)。

圖2:SIGTEST軟體在分析一個PCI-Express元件。
圖2:SIGTEST軟體在分析一個PCI-Express元件。

這些測試主要用於驗證PCI-Express元件具有互通作業性所需的正確發送視圖和訊號幅度。

鏈路和事務層:元件在封包等級也必須進行測試,此時可注入各種各樣的錯誤並分析其反應。包括各種協議細節和邊界條件,如保留字段、損壞的CRC、複製封包等類似情況都必須進行檢查。圖1所示的協議測試卡(PTC)及其相關軟體可為主板和附加卡提供這項功能。

配置空間:每個PCI-Express都具有專門用於配置和控制機制的特殊地址空間。PCI-Express配置測試軟體工具可針對這些部份分析和測試每個PCI-Express元件。要檢查特殊暫存器特性,並作為可任意實現的可選功能(如高階錯誤報告,設備序號等)。必須仔細檢查每個元件以保證可支援所需的PCI電源管理功能。

平台BIOS測試:PCI-Express主板要經過不止一組的測試,以驗證其系統BIOS對PCI-Express元件已做了正確配置和設置。此處必須再次用到PTC及其軟體,與實際插入測試系統相比,該方法能模擬更為複雜的PCI-Express設備等級。而針對PCI-Express開關的配置和設置,則需要測試記憶體和I/O地址空間分配。

在讓產品參與相容性測試大會前,PCI-SIG成員都能在自己的實驗室內使用上述的規格、程式和工具。在2006舉辦的相容性測試大會上,有16個不同系統和90種不同的附加卡參加相容性測試。此外,PCI-SIG還提供了一批‘金級’系統,這些系統已被確定為完全相容。

通常,相容性測試大會上的測試是以系統為中心,標準方式是在會場的某個房間內設置一個系統,輪流將附加卡插入其中。預登記是這項活動必不可少的一個步驟,如此一來,PCI-SIG就能製作一個時間表來計劃相互測試的附加卡和系統的最大數量。這項任務看上去很艱鉅,但PCI-SIG已經在相容性測試大會上執行了多於24個系統而仍能容納所有需要的測試。若沒有這種測試結構,就不可能擁有這樣的測試能力。PCI-SIG的金級系統和附加卡也會加入到該時間表進行測試,如此將可保證每個附加卡都能和每個所需的金級系統進行測試,並保證每個系統都能與每個所需的金級附加卡進行測試。

當一個附加卡進入設置系統的房間內進行互通作業性測試時,只要安裝附加卡,系統就會被導入Windows或Linux環境。參與測試的人員可驗證該卡獲得檢測和配置,並展示該卡的功能。這項功能性測試對每一種卡都是特定的,但通常會包含一些基本的作業如文件拷貝、網路連接或廠商特定的例行診斷。每個系統和附加卡都有一張測試單,詳細列出了有所有參與測試者的簽名,並顯示他們參與的每個測試的通過/未通過狀態。活動結束時,PCI-SIG會分析該測試單以確定哪些產品有資格進入產品整合商名單。

另一個無法在實驗室實現,必須在相容性測試大會上完成的部份,是與其它公司進行交流的機會。保密性當然是大家都關注的問題,但在測試大會上,仍會有適當的方法確保未經授權的工程師或公司不會出現在測試期間。另外,所有與會者都受到PCI-SIG保密性條約的約束。儘管會有一些未發佈的原型進行測試,而且在同一幢大樓中有各種不同的競爭對手,但這些活動的環境是相當友好和積極的。在這些場合中,當互通作業性測試失敗時,與會者通常能夠且願意多花一些時間與來自其他公司的工程師共同工作,以確定失敗的根本原因。

下一次在亞洲舉辦的PCI-SIG相容性測試大會預計2007年10月在台北召開。在此之前,美國相容性測試大會也將於2007年6月及8月展開;另外,2007年10月也將在東京和台北舉行2007年APAC開發人員巡回研討會。

作者:

Richard Solomon

副總裁

PCI-SIG




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