Page 36 - 電路板季刊第107期

34 專業技術 用於人工智慧伺服器的先進PCI Express接收端訊號品質驗證

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PCI Express

Intel 吳典螢、陳世昕、楊鈞婷

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現今隨著伺服器和人工智慧系統等高速設備的傳輸介面，接收端對於印刷電路板
(Printed Circuit Board, PCB)中的通道設計越來越具挑戰性且複雜。在此情況下PCB

走線損耗 (Trace loss) 規範也越趨嚴格，尤其訊號品質在高頻率下會急遽惡化。如何
解析不同走線損耗對於接收端(Receiver)的影響對於現今電路佈局(Layout)設計者至關
重要。
在本研究中，我們考慮到走線損耗對高速電路有強烈的相關性，因此提出了一種
方法學來評估PCI Express接收端的訊號品質。透過結合使用不同走線長度的轉接卡
(Riser card)，從而模擬高速電路上不同走線長度造成的走線損耗，這項創新的手法可

以提供設計人員在評估佈局時得到更可靠的訊號品質分析，進而優化電氣特性。
此方法利用眼圖(Eye diagram)分析來準確測量接收端訊號的電氣特性。透過追蹤
眼圖的眼高(Eye Height) 與眼寬(Eye Width)，作為接收端性能的指標。實驗將不同走
線長度的轉接卡整合到測試框架之中，透過訊號眼圖變化可以對應走線損耗變動的趨
勢，達到改善設計的目標。

總體而言，我們提出的方法學為 PCI Express (PCIe) 接收端提供了精確評估
和最佳化的分析，進而確保訊號品質和系統可靠性。換句話說，設計人員可以在早
期的設計階段，預期相應拓樸(Topology)的潛在風險，權衡品質和成本之間最佳經
濟效益。

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本段將介紹如何實現此驗證方法。如圖一所示，首先，將測試治具擺放於主機板
的中央處理器(CPU)插槽中，透過SMA電纜線連接治具的PCIe 接收端訊號與高速實時
示波器(High-speed real-time oscilloscope)。主機板的PCIe插槽插入轉接卡及PCIe

設備(PCIe device)，即可完成待測物系統組裝，而後可為系統接上電源，使系統正常
運作。