全新測試類別帶來更快的深入解析時間

作者 : Michael Seaholm,Tektronix高效能示波器產品經理

隨著PCIe每一代標準的資料速率都以倍數成長,為負責其PHY、晶片、卡片和系統的實體層效能的驗證工程師帶來了無數挑戰…

自PCI特別興趣小組(PCI Special Interest Group)推出PCIe 1.0規格以來,短短不到20年的時間,業界已經在著手準備PCIe Gen 6.0。隨著每一代標準的資料速率都以倍數成長,到現在的PCIe Gen 6.0,速率已經比2003年推出的原始PCIe Gen 1.0規格快了25倍以上。資料速率每三年便提升一倍,為負責PHY、晶片、卡片和系統的實體層效能的驗證工程師帶來了無數挑戰——目前可用的測試設備並未完全解決所有這些挑戰。

雖然透過提高示波器和誤碼率測試儀(BERT)等關鍵電氣驗證設備的效能,已解決了其中大部分的挑戰,但這些效能改進卻也影響了設定和設備使用中的測試複雜性,進而導致測試和驗證團隊的除錯時間拉長。測試設備效能超過其設定的驗證標準是自然而然的進展,但工程師面臨的一些挑戰並沒有完全透過測試設備效能改進來解決。現今的工程師所需要的工具是能夠提供更快的深入解析時間和卓越的易用性,來補充現有設備的效能,同時又不會顯著影響其計畫的資本預算。以下是觀察業界宏觀趨勢後,針對這些需求所提供的案例。

上市時間挑戰:在PCIe測試中更快獲得深入解析案例

由於最新的PCIe標準必須支援之前各代的PCIe,因此對於驗證團隊而言,每一代新PCIe的測試矩陣都呈指數級成長。除此之外,還需考量隨著標準的進步而增加的測試複雜性,對於實作最新PCIe標準的計畫而言,這些因素皆顯著地增加了整體的測試時間。使情況更加複雜的是,這些團隊期望在與前幾代產品類似的上市時間長度內生產下一代產品。

評估連結效能和除錯問題比以往任何時候都需要更長的時間,而且目前可用的設備並無法為工程師節省數天或數週的除錯和效能評估時間來支援這些時間表。雖然如示波器和BERT等著重於突破效能界限的高效能工具是始終存在的需求,但業界仍然需要一個創新的工具。現代工程師需要一種新的測試與量測設備類別,更易於設定和使用,並提供更快的深入解析時間,以便在設計和驗證期間進行更頻繁的測試,進而能在開發初期即發現問題。

預期的從業人員差距:PCIe測試中的易用性案例

隨著數位世界在日常生活中變得更加根深蒂固,對半導體和半導體裝置的需求持續呈現指數級成長。這種拋物線式的成長顯著地為業界帶來了供應鏈和物流方面的重大挑戰,極少被討論,但可能最令人擔憂的狀況就是支援成長的工程從業人員的預期短缺。根據2022年SemiCon West會議的一份報告,到2030年,支援半導體產業發展所需的工程師預計將短缺約300,000名。這個赤字主要歸因於未來幾年進入此產業的大學畢業生減少,以及該產業的預期減員。

這種預期的從業人員短缺對於業界的公司而言是一個重大的複雜問題,而且由於高速I/O (HSIO)裝置的開發和驗證的技術性質,此問題並不容易解決。隨著連續幾代標準的發佈,PCIe將變得越來越複雜。支援這些裝置的開發和驗證的從業人員出現缺口時,預計會對整個產業的工程團隊的計畫時間表和測試工作流程帶來進一步的壓力。

為了解決整個產業的預期從業人員差距,公司可能需要比過去更廣泛地分配工程任務,進而需要比現有解決方案更容易設定和操作的測試設備。隨著這一宏觀趨勢的展開,業界更加期盼設備不需過多的培訓和專業知識即可操作,但仍可為HSIO裝置的運作狀況和效能提供有意義的深入解析。

預算監控:PCIe測試中資本預算最佳化的案例

隨著PCIe後續標準的資料速率增加,對更高效能設備的需求也隨之增加。支援這種設備所需的頻寬需求不斷成長,而隨著效能的提高,購買完整的測試套件亦將需要付出高昂的成本。這些成本如此之高,就連較大型的公司通常也只能購買少許完整的系統。較小型的公司甚至面臨了更大的影響,因為這些規模的公司通常無法負擔完整驗證測試所需的設備,而是必須租用或使用第三方測試設施來進行驗證和除錯。

由於效能對於完整的PCIe評估和相容性測試極為重要,因此公司必須承擔大量設備成本來執行測試,無論是選擇購買或是租用。雖然無法完全避免這種情況,但能夠更早、更快地為設計提供有意義的深入解析,且不會對計畫的資本預算造成重大壓力的設備將會逐漸成為受歡迎的解決方案。如果擁有的設備可以透過增加測試設定數量並減少整體測試時間來加速完成測試,同時又不會對計畫預算造成重大壓力,就能讓使工程團隊做好萬全的準備,以便在需要時有效地使用更高效能的設備。

 

簡單且可快速測試的量測儀器,可協助工程師克服高速PCIe介面測試難題。

 

滿足需求:現已推出全新的PCIe測試與量測解決方案

高效能的驗證和相容性測試設備是不變的需求,而可以加快獲得深入解析、易於使用且具有成本效益的設備則是現今PCIe測試工作流程中現有工具的重要補充解決方案。Tektronix致力於透過評估宏觀趨勢並與客戶交流,充分瞭解產業的需求,進而開發出可解決實際問題的突破性創新技術。

Tektronix的最新創新產品「TMT4邊限測試儀」是市場上第一個也是唯一一個專注於PCIe Gen 3和Gen 4測試的速度和易用性的解決方案,同時也將產業的資本預算限制納入設計考量。TMT4邊限測試儀是Tektronix在深入瞭解產業和客戶需求的基礎上開發出突破性產品的最新範例。Tektronix致力於重新塑造測試與量測世界,解決客戶痛點,並隨著世界的發展為客戶改進工作流程。

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌202212月號

 

 

 

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