【高清视频】一个视频让你彻底搞懂PCIe/NVMe协议分析仪是如何工作的!
2025-02-20 13:57:34

虽然全球现在已经开始逐步进入PCIe 6.0时代,领先芯片厂商都在开发PCIe相关的产品,但是有些芯片由于应用上不需要这么快的速度,例如工业控制芯片,还停留在较老的PCIe 3.0甚至PCIe 2.0时代,所以对于这些 PCIe 3.0协议分析仪还是有需要的。我们今天就通过已经停产了的SerialTek PCIe 3.0协议分析仪做了一个详细的近1.5小时的视频介绍,从技术原理、硬件连接、协议分析软件功能等step by step的手把手演示,让从来没有接触的协议分析仪的工程师看过以后也能彻底搞懂PCIe协议的问题诊断和分析!注意:PCIe总线上发生的任何问题都是大问题,计算、网络、存储等部件和设备都通过PCIe进行通讯,PCIe不稳定会导致系统瘫痪、蓝屏、死机、不稳定、慢速等各种各样的问题。如果大家想了解PCIe 3.04.0, 5.0, 6.0的协议分析仪、训练器/Tester和协议兼容性测试套件CTS,包括购买,产品试用等,可以通过本文底部的联系方式联系Saniffer公司。

我们花了总计至少8个小时拍摄了本期视频并处理添加了中、英文字幕供大家参考,参见下面的视频,如果想看高清视频一定要在电脑上打开下面的视频链接进行观看!如果你觉得这篇文章对你有帮助,也希望帮助到更多人,欢迎分享到朋友圈或者与朋友讨论!

PCIe Gen3 x4 协议分析仪产品培训总结报告

本报告详细总结了 PCIe Gen3 x4 协议分析仪产品培训,该培训共分为五个部分,重点介绍了 SerialTek 的 PCIe 3.0 协议分析仪,包括其 硬件结构、信号捕获原理、安装与连接方式、数据分析流程 以及 不同测试场景下的应用。以下为各部分的详细总结:

第一部分:PCIe 3.0 协议分析仪概述

1.1 设备介绍

  • 介绍了 SerialTek PCIe 3.0 协议分析仪,强调其小巧便携的特点,可轻松放入电脑背包携带。

  • 设备前面板包含多个指示灯,用于显示     同步状态(Arctivity)、TLP 传输状态、错误警告(Error 红灯) 以及 PCIe 训练过程(黄灯闪烁)。

  • Gen 指示灯 显示当前 PCIe 代际(Gen1、Gen2、Gen3),X 指示灯 显示通道宽度(X1、X2、X4)。

  • 设备配备     LED 显示屏 以显示 网络状态、IP 地址     等信息。

1.2 连接方式
  • 设备背面提供     12V 电源输入Gigabit     Ethernet 网络管理端口,用于连接分析仪和主机进行数据管理。

  • 设备底部标明     型号(Model Number)、序列号(Serial     Number)、缓存大小(Buffer Size),本培训所使用的型号为 36G 缓存版本

第二部分:分析仪的工作原理

2.1 PCIe 链路捕获

  • 分析仪用于捕获     PCIe 双向链路信号,需要将 上行信号(Upstream)和下行信号(Downstream) 引入分析仪进行分析:

    • 下行(Downstream):数据从 CPU(Root Complex)传输到终端设备(Endpoint)。

    • 上行(Upstream):数据从终端设备返回 CPU。

  • 信号通过     PCIe 插卡(Interposer)     连接分析仪,实现链路数据的无损捕获。

2.2 信号分流机制
  • 分析仪采用     信号分流技术,即:

    • 每个 PCIe 通道(Lane)上的信号被拆分成两路

      • 一路继续传输到目标设备。

      • 一路送入协议分析仪进行记录和分析。

    • 这种信号高保真的信号获取方式保证了      无干扰捕获 PCIe 数据包,不会影响正常设备运行。

第三部分:设备安装与连接

3.1 设备安装

  • 介绍如何使用     PCIe 插卡型 slot Interposer进行分析:

    • 待测 PCIe 设备(如 SSD 或 FPGA 开发卡) 需要插入 Interposer,Interposer 再连接到主板 PCIe 插槽。

    • Interposer 上的 信号分流芯片 负责分割信号,并通过 HD Mini SAS 线缆 传输至分析仪。

3.2 连接步骤
  1. 确保 PCIe 设备已断电,将 Interposer 插入 PCIe 插槽,并连接被测设备。

  2. 通过 HD Mini SAS 线缆 连接 Interposer 与 PCIe 分析仪:

    • 下行数据      连接至 Downstream 端口。

    • 上行数据      连接至 Upstream 端口。

  3. 接通 Interposer 的外部供电(必须连接电源,否则无法正常工作)。

  4. 启动 PCIe 设备,分析仪会自动捕获并存储数据。

第四部分:M.2 与 U.2 设备测试

该部分演示了两外两种常见的PCIe接口类型如何连接到分析仪进行问题分析。

4.1 M.2 设备分析

  • M.2 SSD进行协议分析时,需要使用 Host Side Adapter(主机端适配器) 进行适配。

  • 适配器类型:

    • 2280(22mm 宽,80mm      长)

    • 2240(22mm 宽,40mm      长)

    • 2260(22mm 宽,60mm      长)

    • 22110(22mm 宽,110mm      长)

  • 信号传输流程:

1.CPU 通过 M.2 插槽 发送 PCIe 信号。

2.Host Side Adapter 拦截信号,并通过信号分流 方式将数据传输至分析仪。

3.分析仪记录数据后,传输到 PC 进行解码。

4.2 U.2 设备分析

  • U.2 设备(企业级 SSD) 采用 U.2 Interposer进行连接和数据捕获:

    • 需将 U.2 设备的 信号线缆 连接到 Interposer 上。

    • Interposer 将 PCIe 数据信号 拆分,并传输到分析仪进行存储和解码。

    • 该方式适用于      服务器环境下的 NVMe SSD 测试

第五部分:数据采集与分析

5.1 数据存储

  • 分析仪内置 36G 缓存,用于存储 PCIe 链路上的协议数据:

    1. 设备持续捕获      PCIe Ordered Set(序列集)、DLLP、TLP(事务层数据包) 并标注 时间戳

    2. 数据存储到      FPGA 处理单元,并写入缓存。

    3. 用户停止数据抓取后,分析仪通过      Gigabit Ethernet将数据传输至 PC 端。

5.2 数据解码

  • 使用专门的软件     解析捕获的数据:

    • 通过      图形化界面(GUI) 观察 PCIe 事务流

    • 可查看      TLP、DLLP、ACK/NAK、错误包 等详细信息。

    • 支持      过滤、搜索、时间对齐等高级分析功能,便于定位 PCIe 通信问题。

5.3 实验案例
  • 课程中演示了     Intel M.2 SSD 的协议分析测试

    • 捕获      M.2 SSD 启动过程 的完整 TLP 交互数据。

    • 观察 PCIe 链路训练(LTSSM) 过程。

    • 解析      数据传输协议层细节,如 PCIe 事务、数据完整性检查、错误分析

培训视频总结

本次培训系统地介绍了 SerialTek PCIe 3.0 协议分析仪的功能和使用方法,包括:

  1. 设备硬件结构(接口、指示灯、供电、网络管理)。

  2. PCIe 信号捕获原理(双向信号分流、时序记录)。

  3. 设备安装与连接步骤(如何正确连接 Interposer)。

  4. 不同类型设备的协议分析方法(M.2、U.2)。

  5. 数据采集与解码分析(如何查看 PCIe 事务数据)。

通过本培训,用户可以掌握 如何使用 PCIe 分析仪进行协议分析、如何抓取 PCIe 数据流、如何解码数据并分析链路问题,从而提高 PCIe 设备调试、验证、故障排查的效率。
如果想了解PCIe/NVMe/CXL协议分析仪的具体功能,请参考《PCIe5&6.0, CXL, NVMeNVMoF, SSD, NAND, DDR5, 800GE测试技术和工具白皮书_ver11.11》的Chapter2章节。同时请关注我们公众号,我们将在2025年春节后增加更多PCIe Gen6的全球业内最新的发展情况,推出《PCIe5&6.0, CXL, NVMeNVMoF, SSD, NAND, DDR5, 800GE测试技术和工具白皮书_ver12.0》。
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