第4章：物理层电气测试——发送端眼图（含预加重与去加重）
眼图测试，说白了就是看信号的眼睛健不健康。在PCIe Gen5的物理层电气测试里，发送端眼图是绕不开的关键项。我入行那会儿，前辈就告诉我一句话：眼图过不了，合规测试就甭想了。这么多年下来，我深以为然。
4.1 眼图到底在看什么？
大家可能觉得眼图就是一堆波形叠在一起，看个形状就行。其实没那么简单。眼图反映的是信号在单位间隔（UI）内的质量，包括上升沿、下降沿、过冲、抖动等等。尤其是Gen5，速率已经跑到32GT/s，信号的开眼难度比上一代大了不止一个量级。
我这里有个习惯，初次搭建测试环境时，一定先扫一遍原始波形。为什么呢？如果原始波形就有问题，那你后续的测试结果基本是废的。我在项目中遇到过好几次，工程师上来就跑眼图软件，结果误判严重。说实话，基础工作做扎实，后面才省心。
4.2 测试环境怎么搭？
眼图测试的环境并不复杂，但很讲究。我建议你把下面几样设备备齐：
- 实时示波器：带宽至少要26GHz，否则测Gen5基本白搭。我个人习惯用Keysight或Tektronix的高带宽型号，采样率最好能到80GSa/s以上。
- 差分探头：频率响应要匹配。别以为普通探头能应付，高频段阻抗不匹配，眼图直接变形。
- 测试夹具：必须符合PCIe规范中的指定损耗模型。好多人用山寨夹具，结果眼图死活测不过。
- 测试码型：Gen5合规测试通常要求特定的PRBS或SSP码型，别随便抓个码型就跑。
4.3 预加重与去加重：为什么需要它们？
不少刚接触高速信号的同学会问：为什么非要加预加重或去加重？讲到底，都是介电损耗惹的祸。高频信号经过PCB走线和连接器后，高频分量衰减得比低频快得多。接收端如果不做任何补偿，眼图基本闭上。
你的测试芯片或参考时钟源不一定直接输出标准幅值。这个时候，需要在发送端对信号作“预失真”。
| 技术 | 原理简述 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 预加重 | 发送端把第一个bit的摆幅调大，后面相继bit再降回去 | 低频通道损耗大时常用 |
| 去加重 | 发送端保持第一个bit幅值正常，后续连续相同bit的幅值降低 | 高频通道损耗大时更有效 |
| 两者差异 | 预加重更注意第一个bit，去加重更侧重降低后续同值bit | 视实际通道S参数选择 |
记得我刚接触PCIe Gen4的时候，预加重和去加重搞混了，结果参考电压设反了，眼图掩体全部失败。你想想看，这对偶发性问题的排查有多头疼。现在做Gen5，我一般都会先跑一遍TX EQ的训练流程，看看芯片自己报出来的预加重系数到底是多少。
4.4 测试步骤：怎么动手测？
说实话，眼图测试流程大同小异。但Gen5的速率高，每一步都不可以马虎。我常用的流程如下：
- 连接测试链路：用标准测试夹具把DUT差分输出接入示波器。注意要等长连接，不等长等于增加非对称抖动。
- 设定触发与采集：用参考时钟或恢复时钟作为触发源。捕获至少100万个UI的波形，确保统计准确性。
- 运行眼图软件：示波器自带的眼图分析工具，设定好标准掩体。记得选择PCIe Gen5的Base或者CEM掩体。
- 调整预加重/去加重系数：如果眼图未通过，用调试命令修改TX EQ设置。每改一次，重新抓一次眼图。
- 记录关键参数：眼高、眼宽、TJ、DJ、预加重系数。别只看是否通过掩体，这些参数能帮你定位问题。
4.5 眼图测试流程图示
下面的流程图总结了我刚才说的几个核心环节，你可以用它来核对测试步骤。
4.6 常见问题与解决思路
做多了你会发现，眼图不过的问题原因往往并不复杂，但排查需要耐心。我列几个典型的：
- 眼高不够：多半是预加重不够或通道损耗太大。可以先试调高预加重系数，如果还没起色，就要回头检查测试夹具或者PCB走线了。
- 眼宽不足：这跟抖动关系比较大。我遇到过一种情况，时钟恢复PLL带宽没设对，导致眼图左右晃动厉害。重新配置CDR参数后，问题就解决了。
- 掩体边缘出现毛刺：多半是电源噪声耦合或参考时钟抖动。换个电源滤波方案，或者检查时钟源的相位噪声，通常能有改善。
好了，眼图这部分的核心内容我基本都讲到了。记住一点：眼图测试不是终点，它只是帮你确认你的信号准备好通过后续复杂链路去通信了。做多了，你自然会有感觉。动手去测一次，比看十遍文档都有用。