Da Rohde & Schwarz una soluzione automatizzata per accelerare i test di conformità di cavi e connettori

Pubblicato il 19 luglio 2023

Per effettuare rapidamente i test di conformità sui cavi e connettori PCIe 5.0 e 6.0 di ultima generazione secondo le specifiche di PCI-SIG, Rohde & Schwarz sta sviluppando una nuova versione della suite di automazione degli analizzatori di reti vettoriali R&S ZNrun. Per effettuare una verifica completamente automatizzata di un cavo PCIe x8, ad esempio, il software controlla un sistema di misura composto da un analizzatore di reti vettoriale R&S ZNB e una configurazione scalabile della matrice di switch R&S OSP, creando così una soluzione di misura vettoriale multiporta equipaggiata con 64 porte di test. La soluzione riduce i tempi di collaudo per i cavi PCIe x8 a pochi minuti per l’esecuzione di test completi con tutte le combinazioni di test Thru e Crosstalk e i relativi calcoli metrici per effettuare prove di tipo Pass/Fail. In confronto, i test manuali richiedono un impegno di diverse ore e comportano un elevato rischio di errori di connessione da parte dei tecnici che devono eseguire i test.

Rohde & Schwarz affronta in modo efficiente le sfide della verifica di conformità dei cavi e dei connettori PCIe 5.0 e 6.0 automatizzando il processo con una nuova opzione disponibile per la suite di automazione degli analizzatori di reti vettoriali R&S ZNrun. L’opzione R&S ZNrun-K440 è stata progettata per semplificare la verifica automatica della conformità di cavi e connettori interni ed esterni PCIe 5.0 e 6.0 in linea con le specifiche PCI-SIG, facendo risparmiare agli utenti molto tempo. Il sistema di misura è basato sull’analizzatore di reti vettoriale R&S ZNB26 o R&S ZNB43 con quattro porte di test, in combinazione con più piattaforme di controllo e commutazione R&S OSP320 – a seconda del numero di corsie del DUT da verificare – per effettuare misure multiple a quattro porte, il tutto senza dover ricollegare il DUT e terminare ripetutamente le altre corsie. Un cavo PCIe x8, ad esempio, ha 16 corsie e richiede 64 porte di test, ottenute combinando tre piattaforme di commutazione R&S OSP320, mentre un cavo PCIe x4 richiede solo 32 porte di test ottenibili combinando due piattaforme R&S OSP320.

La soluzione R&S ZNrun-K440 automatizza completamente tutte le misure secondo le specifiche PCIe. È prevista anche la post-elaborazione delle metriche definite dalle specifiche PCIe. Un potente configuratore delle prove consente di selezionare e deselezionare gli elementi di test per corsia, per ottenere una maggiore flessibilità nel soddisfare le esigenze e le preferenze dei clienti nei test da effettuare durante le attività di ricerca e sviluppo e di verifica del progetto. Al termine della misurazione automatizzata viene generato un rapporto di prova con un verdetto di accettazione/errore (pass/fail). La sequenza automazione è caratterizzata da una nuova procedura di calibrazione, che riduce significativamente il numero di fasi di calibrazione e delle connessioni necessarie per la calibrazione. Include anche un metodo per il de-embedding degli effetti introdotti dagli adattatori di prova, come richiesto dalle specifiche di test PCIe.

Ogni iterazione delle specifiche del bus PCIe ha raddoppiato la velocità di trasferimento per soddisfare la crescente domanda di velocità. I data center di tutto il mondo stanno iniziando a utilizzare le ultime versioni dei cavi PCIe 5.0 e 6.0 per trasferire grandi quantità di dati ad alta velocità. Anche i produttori di cavi stanno aumentando la produzione per fornire i primi cavi PCIe 5.0 e 6.0 ai loro clienti. Le attività di verifica durante la ricerca e sviluppo, i test di conformità e il collaudo in produzione richiedono tutte l’esecuzione di misure approfondite per garantire la conformità alle specifiche PCIe e il corretto funzionamento dell’intero sistema.

Ogni collegamento PCIe prevede l’utilizzo 1, 2, 4, 8 o 16 coppie di corsie (lane), con ogni coppia di corsie composta da una corsia TX differenziale e una RX differenziale. Con 8 coppie di corsie in configurazione x8, un cavo PCIe 6.0 può supportare velocità di trasferimento fino a 64 GB/s. La verifica manuale della conformità di un’interconnessione ad alta velocità richiede molto lavoro ed è soggetta a errori. Sono necessarie 256 misurazioni a quattro porte per verificare tutte le connessioni Thru e tutti i fenomeni di para-diafonia e tele-diafonia (crosstalk) che insorgono all’interno del cavo. Con gli analizzatori di rete vettoriale tradizionali (VNA) a quattro porte, è necessario ricollegare uno strumento per ogni misura a quattro porte e terminare correttamente le corsie non misurate. La nuova soluzione automatizzata di Rohde & Schwarz semplifica drasticamente questo processo.

Poiché alcuni superamenti della maschera limite non sono critici per il comportamento complessivo del sistema PCIe 5.0/6.0, i verdetti di accettazione/errore si basano su metriche quali la perdita di ritorno integrata (iRL) e il contributo dei componenti al rumore di diafonia integrato (ccICN). Sono definite nelle specifiche PCI-SIG e devono essere calcolate dai risultati dei parametri S e richiedono una significativa attività di post-elaborazione dei risultati di misura. La calibrazione della caratterizzazione del dispositivo in prova e il de-embedding degli affetti degli adattatori comportano ulteriori difficoltà. Il software R&S ZNrun-K440 per i test di conformità automatici copre tutti i casi previsti dalle specifiche.

Data la loro importanza nei sistemi che utilizzano il bus PCIe, l’associazione PCI-SIG sta definendo le caratteristiche dei cavi standardizzati per applicazioni interne (all’interno di uno chassis) ed esterne (da chassis a chassis), compresi i corrispondenti requisiti elettrici per gli assemblaggi di cavi accoppiati e i connettori di cavi accoppiati, sia a 32 GT/s che a 64 GT/s. L’opzione R&S ZN-run-K440 coprirà anche questi casi di test PCIe, una volta che saranno standardizzati definitivamente.

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