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PCI Express設計検証ツール

物理層からオペレーティング・システムまで

システム性能向上の要求には終わりがありません。インターネットに1000倍の性能向上が望まれていることだけを考えても、PCIやPCI-Xのような既存のバスの性能を超えるシステムが要求されることになるでしょう。CPUの処理速度が10 GHzを超えると、ギガビット・ネットワークは一般的なものとなり、ユーザは高性能なグラフィクスや動画を求め、既存のバスでは満足しなくなくなるでしょう。

コンピュータ・サーバ・システムやデスクトップ・システム向けに多くの高速インターコネクト・テクノロジーが提案されていますが、最も関心が寄せられているのはおそらくPCI Expressです。アプリケーション・インタフェースは既存のPCIインプリメンテーションと互換性があるので、PCI Expressではコードを記述し直すことなく、既存のアプリケーションやドライバを次世代の性能に移行することができます。

しかし、シグナル・インテグリティの問題により、既存のパラレル・バス方式を使用して要求性能を実現することは不可能です。このために、まったく新しい物理層が必要となります。PCIExpressは、PCI/PCI-Xバスの33/133

MHzのマルチドロップ・パラレル方式に対して、2.5 Gbpsのシリアル・チャネルをベースにしています。 P C IExpressでは、最大32レーンを使用して最高80 Gbpsにまで性能を押し上げることができます。このため、PCI Expressをベースとするシステムを実装するには、新しい物理層、データ・リンク層、トランザクション層について理解することが必要となります。

シリアル方式では、複数レーン構成を認めることにより、スケーラブルな性能レベルを提供すると同時に、シグナル・インテグリティの問題に対処できるようになります。しかし、Point-to-Pointのシリアル・アーキテクチャという点ではPCI Expressは複雑です。複数のボードでパラレル・バスのように動作させるにはスイッチが必要です。しかし、Point-to-Pointのシリアル・アーキテクチャという点ではPCI Expressは複雑です。スイッチを使用して、複数のボードを実装し、パラレル・バスをエミュレートする必要があるためです。

Agilent Technologiesは、PCIバスが最初に提案されて以来、これに深く関わってきました。PCI-SIGのメンバーとして、AgilentはPCI Expressの開発にも引き続き参加し、PCI Expressを実現する際に必要となるソリューションを提供します。

物理層

PCI Expressでは、相互運用性は物理層から始まります。PCI Expressベースのシステムの開発プロセスでは当然、モデリングやシミュレーションが深く関わり、最終的にはハードウェアを作成しなければなりません。次に、物理層の品質を検証し、反射、クロストーク、エミッションおよびその他の影響が許容範囲内に収まっていることを保証する必要があります。タイムドメイン・リフレクトメトリ（TDR）オシロスコープとマルチポート・ベクトル・ネットワーク・アナライザ（VAN）は、プリント基板内の伝送ラインや、ケーブルと

コネクタで構成される伝送ラインのシグナル・インテグリティの評価に最適なツールです。信号品質の問題を解決するには、深刻な影響を及ぼす可能性のあるインピーダンスの不連続部や損失を信号経路ごとに特定する必要があります。

信号経路のテストのほかにも、レーン間のスキューをチェックし、ジッタを解析し、ドライブ・レベルや受信部の許容値を測定する必要があります。物理層の論理サブブロックでは、リンクの初期化やトレーニングを検証する必要があります。

Infiniium DSO80000シリーズ13 GHzリアルタイム・オシロスコープは、最高40 Gサンプル/sのサンプリング・レートと2 Mのメモリを備えています。12GHzの1169A InfiniiMaxアクティブ差動／シングルエンド・プローブは、PCIExpressの物理層のリアルタイム・シグナル・インテグリティ測定に最適な性能、確度、接続性を備えています。InfiniiMaxアクティブ・プローブは柔軟性の高いアーキテクチャを採用しているため、ハンドヘルド・ブラウザ、はんだ付け、ソケットまたはSMA接続により、差動測定とシングルエンド測定の両方に対応できます。

86100Bデジタル・コミュニケーション・アナライザは、これらの測定に必要な帯域幅とTDR機能を備えています。Agilentの物理層テスト・システムは、VNAをベースにしたもので、信号経路の特性評価や高確度／高分解能のタイム・ドメイン波形の作成に非常に有効なツールです。81133/34A 3.35 GHzパルス／パターン・ジェネレータとParBERT 81250パラレル・ビット・エラー・レート・テスタは、PCI Expressのドライバと受信部の評価に最適です。

2 PCI Expressツールについての詳細は、www.agilent.co.jp/find/pciexpressをご覧ください。

コンフィギュレーション/OS

ソフトウェアとドライバ

PCI Expressでは、ここから下位の部分が新しくなります。

トランザクション

データ・リンク

物理

この部分は変更されません。既存のPCI

ソフトウェアやドライバへの影響はありま

せん。

将来的な性能の向上はこの階層のみに影響を

与えます。

進化するPCI Expressのニーズのために

図1.モジュラ方式、スケーラビリティ、再利用が可能なPCI Expressの階層構造。

データ・リンク層

データ・リンク層は、PCI Expressリンク経由でデータが目的地に確実に届くことを保証します。データ・リンク層の主な目的はデータ品質です。物理層を検証した後、データ・リンク層を検証する必要があります。PCI Expressではシーケンス番号とCRCをトランザクション層のパケットに添付するため、データ・リンク層は単純ではありません。データ・リンクを完全にテストするために、データの動きをモニタし、一貫したストレスを提供できる性能を備えたテスト・ツールを使用する必要があります。

また、PCI Expressでは、フロー制御プロトコルを使用して、パケットを受け取るバッファ・スペースがある場合にのみパケットを伝送することを保証しています。これはバッファのオーバーランが原因で再送されるパケットの数を減少させるために設計されています。最適化されたバッファ長（と性能）、バーチャル・レーン・コレクトネス、CRC動作、リンク・トレーニングおよび適切なフロー制御の実装を測定することが重要になります。16900シリーズ・ロジック解析システムを P C IExpressパケット解析プローブと組み合

わせて使用することで、測定プロセスが簡単になります。完全にデコードされたパケットの表示機能とパケット・トリガ機能を利用して、リンク・トラヒックをプロトコル・レベルでトレースできるのです。

Agilentは、PCI Express用のエクセサイザとプロトコル・アナライザにより、チップ、アドイン・カード、サーバ、ワークステーションの開発を支援します。モジュラ構造による柔軟性の高いアーキテクチャのため、機能を継続してアップグレードすることができます。これらのツールは、機能の評価、プロトコル・バリエーションの実行、エラー挿入、自動コンプライアンス・テスト、デバイス・エミュレーション、ストレス・テスト、最大帯域幅トラヒックの生成と受信、プロトコルの監視、複数のストリームやバーチャル・レーンのエミュレートなどに使用することができます。テスト範囲を総合的にカバーしており、再現性に優れたテストを確実に行なうことができます。

トランザクション層

トランザクション層は、PCIやPCI-Xと同じ方法でアプリケーション・ソフトウェアから読取りや書込みのリクエス

トを受け取ります。すべてのリクエストは分割トランザクションとして実装され、リクエスト・パケットの中には対応するレスポンス・パケットを要求するものもあります。また、トランザクション層では、レスポンス・パケットを受け取り、該当するリクエスト・パケットと照合する必要があります（各パケットに一意の識別子があり、レスポンス・パケットが正しい発信元に送信されます）。また、パケットには、I/Oサブシステムを経由してパケットを最適にルーティングするために使用できる属性があります。

このような複雑なトランザクション層は、16900シリーズ・ロジック解析システムとパケット解析プローブを使用してデバッグ／検証することができます。E2960シリーズは、業界初のフル・スピードのx1、x2、x4、x8を組み合わせたエクセサイザ／アナライザ・プラットフォームで、ブリングアップ、デバッグ、検証機能を用いて、ハードウェアやソフトウェアのデザインをテスト／検証できます。

PCI Expressリンク上のトラヒックは、CPUフロント・サイド・バス、メモリ、InfiniBand、PCIおよびPCI-X、SerialATA、AGP 3.0およびその他のI/Oバスなどの他のバスとの間を行き来しています。システム全体を評価する際、これらのバスとPCI Expressの動作を同時にトレースできる機能が重要です。16900シリーズ・ロジック解析システムは、システムのすべてのバスをサポートしており、システム全体に流れるトランザクション、データおよびパケットを追跡することができます。システム・パフォーマンス解析（SPA）ツールを使用すると、捕らえにくいシステム性能のボトルネックを簡単に特定することができるため、システムのパラメータとアーキテクチャを最適化することができます。

PCI Expressツールについての詳細は、www.agilent.co.jp/find/pciexpressをご覧ください。 3

物理層



ロジック・アナライザ

エクセサイザ

ParBERTパルス・パターン・ジェネレータ

プロトコル・アナライザ

TDR

VNA

オシロスコープ

図2. Agilentが提供するPCI Expressの物理層、データ・リンク層、トランザクション層用のテスト・ツール。


高速システムの設計では、物理層の構造が重要になります。PCI Expressのデータ・レートは、ケーブルでマイクロ波信号を伝送するのと同じです。1回で設計を成功させるためには、系統的な設計／検証手法が必要です。一般にマイクロ波回路では、システムを分解して各コンポーネントを個別にモデリングした後で、1つの完全なチャネルとして完成させることにより、設計上の問題に対処してきました。

正確なシミュレーションを行うには、正確なコンポーネント・モデルが必要です。既存のモデルを変更したり、付属のライブラリに依存することも可能ですが、最も正確な方法は、実際のコンポーネントを測定することです。測定に基づいたモデルを使用すれば、タイム・ドメイン／周波数ドメイン・シミュレータに実環境データを提供できるので、信頼性が高まります。

各チャネルは、2.5 Gb/sを超えるデータ・レートに対応し、製造／プロセスの変動、コネクタの磨耗、シリコンの経年変化に対応できるだけのマージンが必要です。経験則では、10～25%のマージンが必要です。

デザインの評価およびモデルの抽出には、TDR（タイムドメイン・リフレクトメータ）または4ポートVNA（ベクトル・ネットワーク・アナライザ）を使用します。どちらにも利点があり、同様の結果が得られます。TDRの方が価格が手頃で一般的ですが、VNAの方が正確でトレーサブルな結果が得られます。

物理層の設計、検証、モデリング

物理層

図3. TDRとVNAは、PCI Expressの物理層の正確な評価が行えます。

アプリケーション代表的な測定推奨ソリューション

PCI Expressのテスト・フィクスチャの作成、 VNAを使用したPLTSコンポーネント開発検証、ディエンベディング

完全な特性評価モデル抽出／解析製品へのデータのエクスポート

PCI Express ベンダ供給のコンポーネント・ TDRを使用したPLTSコンポーネントのサンプルの検証 PNAを使用したPLTSまたは受入れ検査システム・シミュレーション用 ENA単独

のモデルの抽出

システムの検証 PCI Expressチャネルの完全な TDRまたはVNAを使用した検証 PLTS（SDD21/SDD11測定を含む）

1回限りの測定チャネルまたはデバイス・ Agilent Technologiesのモデルの抽出モデル抽出サービスPCI Expressの（12ページ、13ページを参照）コンフォーマンス検証

表1. PCI Express物理層テスト・ソリューション。


AgilentのTDR/TDT

TDRには、サンプリング・オシロスコープとステップ・ジェネレータが内蔵され、急峻なエッジを持つ信号を被試験デバイス（DUT）に入力することができます。反射波（TDR）は、デバイスの構造全体のインピーダンスの不連続部を表します。また、伝送波（TDT）からは、システムの損失や伝搬遅延を測定できます。

確度の向上させるには、ノーマライゼーションを使用します。ノーマライゼーションは、従来の垂直軸／タイムベース校正より優れており、測定結果から電気遅延やケーブル損失を除去できます。

86100B Infiniiumデジタル・コミュニケーション・アナライザ（DCA）および54754A差動タイムドメイン・リフレクトメータ・モジュールは、デバッグ、解析、モデル抽出用の使いやすいツールです。TDRをオフにすると、オシロ

スコープ測定やアイ・ダイアグラムを使用できます。過剰なインダクタンスやキャパシタンスを測定することにより、不連続部の位置と大きさが分かります。

Agilentの4ポート・ベクトル・ネットワーク・アナライザ（VNA）

VNAは、DUTの特性評価にスティミュラス／レスポンスを使用します。正弦波をDUTに入力し、同調レシーバで出力をモニタできるため、反射と伝送の両方の特性が調べられます。また校正／フィクスチャ除去手法により、VNAはTDRに比べて高い測定分解能／確度を実現しています。VNAの結果は周波数ドメイン応答を使用して校正されるので、各測定は正確で、再現性が高く、業界標準にトレーサブルです。

VNAの測定値は、通常、タイムドメイン・ビューに変換可能なSパラメータとして表示されます。Sパラメータは、コンポーネントがデジタル信号に及ぼす影響を評価するための最良の方法として確立されています。

Agilentの物理層テスト・システム

物理層テスト・システム（PLTS）を使用すると、DUTの完全な特性評価とモデル抽出により、高い信頼性が得られます。PLTSは、TDRとVNAの両方の測定プラットフォームに対応し、セットアップ、誤差補正、収集、解析、データ転送などの測定器の制御が可能です。このため、時間のかかるプロセスも、いくつかのキー入力だけで実行でき、誤差が生じる可能性が低くなります。

PCI Expressでは、入力の差動挿入損失、近端／遠端クロストークの特性評価が必要です。PLTSは、挿入損失やリターン・ロスの測定に加えて、モード変換解析も行え、クロストークの測定にも最適です。

ガイド付きセットアップ／校正手法を使用することにより、収集したデータはDUTの特性を正確に反映したものになります。またVNAやTDRのデータは、Sパラメータを入力できるシミュレータにエクスポートすることができます。

被試験デバイス

被試験デバイス

N1900シリーズ物理層テスト・システム

PNAシリーズ・ベクトル・ネットワーク・

アナライザ

86100シリーズ・タイムドメイン・リフレクトメータ

Sパラメータタイム・ドメイン・データ

図4. TDRおよびVNAからのデータの制御、測定、比較が可能なAgilentのPLTS。


オシロスコープ／プローブ

PCI Express信号のTJのジッタ・バジェットは小さく、1.1の規格では最大約87ps（BER 10－6）です。真のジッタ・マージンを評価するには、トリガ・ジッタおよびジッタ・ノイズ・フロアの小さなオシロスコープが不可欠です。DSO80000シリーズのトリガ・ジッタの実効値は＜0.5 ps、タイム・インターバル・エラー測定のジッタ測定ノイズ・フロアの実効値は＜0.65 psです。

PCI Expressでは、通常、必要なだけの帯域幅が使用できれば十分ですが、DSO80000シリーズを使用すると、40 Gサンプル/sのサンプリング・レートを専用のノイズ・リダクション・モードでフルに活用できます。このモードでは、オシロスコープが必要とする帯域幅全体が減少するだけでなく、DSPノイズ・フロアもさらに低下します。このため、雑音が問題となるシステムで、より正確な測定を実現できます。

図5. DSO80000シリーズ・オシロスコープとInfiniiMaxシリーズ・プローブは、13 GHzの高性能エンドツーエンド測定システムを実現します。


物理層

Infiniium DSO80000シリーズ・オシロスコープは、PCI Express信号のシグナル・インテグリティ測定に最適な高い確度、性能、接続性を備えています。2つのチャネルは最高13 GHzの帯域幅に対応しています。各チャネルは、最高40 Gサンプル/sのサンプリング・レートと2 Mのメモリを内蔵しています。InfiniiMax 13 GHzアクティブ差動／シングルエンド・プローブ・システムは、ハンドヘルド・ブラウザ、はんだ付け、ソケット、SMAなどさまざまな方法で接続でき、柔軟性の高い接続が可能です。PCI Express信号の立ち上がり／立ち下がり時間は約125 psなので、立ち上がり時間やアイの開口を正確に測定するには、6 GHzの帯域幅と20 Gサンプル/sのサンプリング・レートが必要です。


PCI Express信号は高速の差動信号なので、プリント基板やICパッケージ上で信号をプロービングするのは困難です。1169A 13 GHz InfiniiMax差動プローブ・システムを使用すると、12 GHzのシステム帯域幅で確度の高い差動測定が行えるだけでなく、プローブ・チップにおいてフラットな応答が得られます。DSO81304Aオシロスコープと1169Aアクティブ差動プローブを使用すると、PCI Expressで定められている以下のパラメータの測定が行えます。

物理層仕様：• ユニット・インターバル

• 差動ピークツーピーク出力電圧

• 最小TX（伝送）アイ幅

• ジッタ中央値と中央値からの最大偏差の間の最大時間

• D＋/D－（差動プラス／差動マイナス）TX出力の立ち上がり／立ち下がり時間

• ACピーク・コモン・モード出力電圧

• LO中と電気的アイドル中のDCコモン・モード間の絶対差

• D＋とD－のDCコモン・モードの絶対差

• アイドル期間中の差動ピーク出力電圧

• レシーバ検出中の許容コモン・モード電圧変動量

• 最小アイドル時間

Agilent N5393A PCI Express電気性能評価／コンプライアンス・ソフトウェアを使用すると、PCI Expressのデザインを容易に検証／デバッグできます。N5393A PCI Expressテスト・ソフトウェアは、公式のPCI-SIG信号品質テスト手法（"SigTest"）で使用されているクロック・リカバリ法を使用することにより、テスト結果とSigTestアプリケーションの結果の一貫性が保証されています。N5393Aには、E2688Aシリアル・データ解析ソフトウェアと、PCI-SIG認証済みのコンプライアンス・テスト・フィクスチャのうちの1つ（CBBまたはCLB）が必要です。

特長：• テスト・セットアップ・ウィザードによる、テストの選択、設定、接続、実行、結果報告のガイド

• PCI-SIG SigTestクロック・リカバリ・アルゴリズムの採用による、SigTestとの一貫性の保証

• 各テストごとのオシロスコープ・セットアップの自動設定

• テスト・セットアップの変更が必要な場合の測定接続セットアップの表示

• テスト構成、実行された測定、合否ステータス、波形の正式な記録

• どの程度のマージンで、デバイスがテスト仕様に適合したかをを示す合否マージン解析

Infiniiumリアルタイム・オシロスコープ用のE2688Aシリアル・データ解析パッケージは、PCI Expressだけでなく、シリアルATA、Fibre Channel、ギガビット・イーサネットなどのシリアル・バスにも対応するクロック・リカバリ機能とマスク・テンプレートを備えています。E2688Aを使用すると、PCIExpress物理層の合否マスク・テストも簡単に実行できます。

PCI-Express1.1テスト

リビジョン1.1でのPCI Expressのテストには、品質の高いクロック・ソースを使用する必要があります。アドイン・カードのテストには、PCI-SIGの高品質クロック・オシレータを備えた1.1対応CBBを使用できます。さらに、このバージョンのCBBを使ったジッタ測定は、1.5 MHzのコーナ周波数を持つ1次PLL応答として仕様化されたクロック・リカバリ機能を使用して行われます。

アドイン・カードのPLLループ帯域幅のテストも、E4440Aスペクトラム・アナライザとE8267D PSGベクトル信号発生器を使用して、このボードで行うことができます。

より低速の基準クロック・テストでは、DSO80000シリーズは、最大64 Mポイントのロングメモリを使用できます。この場合、4 Gサンプル/sのサンプリング・レート、2 GHzの帯域幅でキャプチャすることをお勧めします。これにより、位相ジッタの測定に必要なバンドパス・フィルタの正確なスペクトル・データが得られます。


PCI Expressデザインのレシーバ側の検証は、通常、トランシーバ側のテストより困難です。81134Aパルス／パターン・ジェネレータを使用すると、信号およびデータ・シーケンスまたはテスト・シーケンスを作成して、 P C IExpressの被試験デバイス（DUT）に信号を入力することができます。DUTは、同様のシーケンスを出力することによって応答します。応答のビット・フローは予測不可能ですが、ロジック・アナライザで測定でき、レシーバの入力性能の評価が行えます。

トレーニング・シーケンスは、クリーンな信号として送信したり、ストレスをかけた状態で送信することができます。ファンクション・テストでは、81134Aパルス／パターン・ジェネレータは、PCI Express規格に定義されている最低条件を上回る、低雑音、低ジッタのクリーンな信号を提供します。ストレス測定には、81134Aとファンクション・ジェネレータを組み合わせて使用し、レベル／スイングをレシーバの最低条件を下回るまで下げて行います。PCI Express x4、x8、x16のテストには、ファンクション／ストレス・テストを複数のチャネル（最高64チャネル）で実行するために、拡張性の高い81250ParBERTプラットフォームが最適です。

パルス／パターン・ジェネレータ

図6.ストレスを追加したトレーニング・シーケンスを作成して、ドライバ／レシーバの動作検証が可能です。

概要測定機器コンプライアンス

レシーバ電圧トレーニング・パルス・パターン・ RXアイシーケンスの適用、ジェネレータ、応答の検出ロジック・アナライザ

ジッタの外れ値アイの調整上と同じ＋ファンクジッタ・バジェット、（許容値）ション・ジェネレータセクション4.3.4

コモン・モードコモン・モード・上と同じコモン・モード・ノイズノイズ＜100 mV、

セクション4.3.4

アイドル時のシングル・エンド・上と同じノイズ＜65 mV、クロストークノイズセクション4.3.3

レーン間の遅延複数のレーン入力 ParBERT 81250 ポートあたり＜20 nsの信号任意レーン

表2. 81134Aパルス／パターン・ジェネレータによるレシーバ側のデザイン検証／コンプライアンス測定。


物理層


PCI Express IIの高速化により、デザインは新たな次元へと向かいつつあります。物理層におけるPCI Expressデバイスの検証／テストは、ますます難しくなっています。

PCI Express I/OポートにおけるBERの測定は、重要なテスト要件です。PCIExpressの特性評価では、ループバック・モードを使用します。ParBERT81250プラットフォームは、規格に準拠した信号を入力するためのトレーニング・シーケンス、コンプライアンス・パターン、SKPフレームを備えています。またParBERTシーケンス・エディタを使用すると、ビット・フローを制御したり、I/Qデータに結合することができます。

PCI Expressのレシーバ側のテスト／検証では、ParBERT 81250は、低雑音、低ジッタのクリーンなデータ信号を提供します。逆に言えば、ParBERTは、ジッタ変調によって、大きなアイ・クロージャを含む差動デエンファシス・データ信号の作成に柔軟に対応します。データ解析では、ParBERTは差動接続とCDRが可能です。ParBERT 81250とファンクション・ジェネータを組み合わせると、既定のジッタ振幅を変調して、レシーバの最小アイ幅特性やジッタ耐力を測定できます。また、スペクトラム拡散クロック方式は、クロックとデータの周波数変調によって実現されます。さらにPCI Express x4、x8、x16のテストでは、複数チャネルのファンクション／ストレス・テスト用に複数の入力信号を使用できます。

パラレル・ビット・エラー・レート・テスタ


物理層

必要な機能セットコンプライアンス／テスト・ニーズ

差動デエンファシス RXデータ検出TSI、TS2、SKP、コンプライアンス・パターン

ジッタ変調最小検出可能アイ幅、ジッタ耐力

クロック／データの周波数変調スペクトラム拡散クロック方式（SSC）

複数のレーン入力信号レーンx4、x8、x16間の遅延の測定

PCI Expressトレーニング・シーケンスデバイスをループバック・モードに設定作成用のシーケンス・エディタ

CDRによる差動解析 BER測定

最高7 Gビット/sの速度 PCI IIのサポート

表3.

図7.ジッタ変調によるデエンファシス信号。

図8.マルチチャネルParBERTシステムは、トレーニング・シーケンスを作成し、PCI Expressをループバック・モードに設定して、規格に対するコンプライアンス測定を実行します。


プロトコル・アナライザ／プロトコル・エクセサイザ

• エンド・ノード（プラットフォームのテスト用）またはルート・コンプレックス（アドイン・カードのテスト用）として機能

• スイッチのコンフィギュレーション・スペースのエミュレーション

• コンプライアンス・テスト機能• リモート・コントロール用のLANインタフェース

E2960-A08プロトコル・アナライザでは、アダプタ・カードとシステム、または外部PCI Expressデバイスとシステムの間で捕捉されたPCI Expressトラフィックをモニタできます。このアナライザは、PCI Expressデザインのブリングアップ／デバッグに対応すると共に、使いやすいグラフィカル・ユーザ・インタフェースと検索／表示フィルタ機能を備えています。

• リンク・トレーニング解析、原因解析、問題のトラブルシューティング

• 高度なトランザクションに対するトリガを簡素化する特許権取得済みの

「ダイナミック・トリガ機能」（ダイナミック・パターン・タームは、ランタイムでコンテンツが決定されるパケットの特定の部分に対するトリガが可能な、テクノロジーです）

• フレーム一体型のエンド・ノード制御スティミュラスとしてのプロトコル・アナライザ機能

• 階層表示（バイト／パケット／トランザクション）

• リモート・コントロール／アプリケーションの共有を実現するためのLANインタフェース

• データ・リンク層のパケットとトランザクション層のパケットの捕捉

• タイムスタンプを含む双方向インタリーブ表示

• 専用のPCI Experssトリガ／ストア機能



Agilentの新しいシステム・プロトコル・テスタは、PCI Express用のプロトコル・アナライザとプロトコル・エクセサイザで構成されています。これらのツールを使用すると、データ・リンク層やトランザクション層のバス・プロトコルを入力して、解析することができます。また、これらのツールは、ブリングアップ、デバッグ、検証、コンプライアンス・テスト機能を備え、半導体、チップ、マザーボード、BIOS、ドライバ、サーバ、アドイン・カードなどのコンピュータ産業全体のP C IExpressシステム用ハードウェアやソフトウェアの開発に最適です。

「PCI Express x8テクノロジーのサポートにより、エンタープライズ・システムやアダプタの開発が加速されます」と、Intel社のエンタープライズ・プラットフォーム・グループのイニシアチブ・マーケッティング・ディレクタのJim Pappas氏は述べています。「PCI SIG Developers Conferenceでのデモンストレーションや、AgilentによるPCI Expressテスト・スイートの積極的な発表は、業界にとって重要なステップです」。

E2960-E08プロトコル・エクセサイザは、x1、x2、x4、x8 PCI Expressデザインのテスト／検証に用いられます。このエクセサイザは、対話形式で任意のトランザクションを発生させて応答したり、エラー条件やプロトコル違反を挿入してコーナ・ケースをテストして、これらのエラーに対するシステムの応答をモニタすることができます。

• 自動テスト用のコマンド・アプリケーション・プログラミング・インタフェース（CAPI）（C++/TCLプログラミング・インタフェース）

• エラーの挿入

図9.システム・プロトコル・テスタは、テスト・カバレージの拡大によりテスト品質が向上し、コストのかかるリコールや再デザインの低減、テスト時間の短縮、製品化に要する時間の短縮を実現します。


E2969Aプロトコル・テスト・カードは、P C I - S I Gの規定に従って、P C IExpressへの適合性を検証／保証するために、さまざまなテストを実行します。さらに、このカードは、他の P C IExpressデバイスとの相互運用性も保証します。このカードは主に、チップ、アドイン・カード、システムなどのPCIExpressの適合性の検証に最適です。

E2969Aプロトコル・テスト・カードは、AgilentとIntel社の共同開発によるもので、Intel社のPCI Express市場向けの製品開発ソリューションでもあります。

• トランザクション／データ・リンク層のプログラム済み自動コンプライアンス・テスト

• パワー管理／コンフィギュレーション・スペースのテスト

• 特定のエラー条件に対するDUTの動作の詳細なモニタ

• プロトコル・アナライザとの接続• 既知のエンドポイント／スイッチ機能• フィールドでのアップグレードが可能なFPGAベースのカード

• プログラミング／トポロジー・シミュレーション・モード用のUSB 2.0インタフェース

• 最大x16レーン幅のアドイン・カードのサポート

• PCI Expressスタンドアロン・アドイン・カードまたはx1動作用のPCIExpressインタポーザ・カードとして機能

• PCI Expressまたは外部ホスト経由でのカードの制御

プロトコル・コンプライアンス・テスト・カード



プロトコル・テスト・カードには、3種類のテスト・モードがあります。アドイン・カード・テスト・モードでは、システムとアドイン・カード間にカードを差し込みます。このカードは、挿入されたさまざまなエラーに対するアドイン・カード、デバイス・ドライバ、オペレーティング・システム（OS）の動作をモニタします。プラットフォーム・テスト・モードでは、さまざまなエラー条件に対するプラットフォーム、デバイス・ドライバ、OSの動作がモニタされます。トポロジー・シミュレー

ション・モードでは、プロトコル・テスト・カードは複雑なPCI Expressトポロジーの役割を果たします。BIOSのPCI Expressコンプライアンスの検証に有効で、複雑なPCI Expressトポロジーの検出／初期設定が可能です。

図10. E2969Aプロトコル・テスト・カードを使用すると、PCI Expressの適合性を簡単に検証できます。


ロジック解析システム

システムを正確に検証するには、システム全体をモニタする必要があります。PCI Expressを流れるトラフィックは通常、CPUフロント・サイド・バス、メモリ、InfiniBand、PCI/PCI-X、シリアルATA、AGP 3.0などの他のバスとの間を流れます。完全なシステムを検証する場合は、PCI Expressだけでなく、これらのバス上の動作を同時にトレースする必要があります。

N4220Bパケット解析プローブは、PCIExpressトラフィックを捕捉するだけでなく、16900シリーズと、16950Aまたは16753/54/55/56Aモジュールを使用して、トリガ、相互相関、詳細な測定によるPCI Expressシステムのハードウェア／ソフトウェアのデバッグが可能になります。

PCI Expressのアーキテクチャは、スケーラブルで拡張性が高く、豊富な機能を備えています。また、スロット接続やチップ間相互接続などの複数のインターコネクト・オプションもサポートしています。さらにPCI Expressは、x1～x16の幅広いリンク幅と複雑なプロトコルをサポートし、解析には、プロトコル・レベルでのトレース、トリガ、パケット表示機能が必要です。

PCI Expressには、さまざまな層での検証に必要な魅力的な機能が多数あります。一般的な調査分野としては、スケルチ・モード、パワーダウン・モード、10bコードの8bトラフィックへのデコード、さまざまなリンク・トレーニング・シーケンス、各種パケット、スペクトラム拡散クロック方式、EMIエミッションを低減するために採用されているデータ・スクランブリングがあります。

ロジック・アナライザは、複数のポイントを調べることができ、検証に必要な測定がすべて行えます。しかしPCIExpressでは、シリアル･データを扱うため、従来のパラレル・クロックやソース同期クロックだけでなく、これらの超高速のマルチレーン／パケットのエンベディッド・シリアル・クロックにも対応する必要があります。

PCI Expressのプロービングで直面する最も重要な問題は、信号への物理的なアクセスです。チップ間のポイントツーポイント接続を行う場合は、チップ間のトレースを物理的にプロービングする必要があります。Agilentの新しいソフト・タッチ・コネクタレス・プロービング・テクノロジーを使用すると、こうした問題も簡単に解決できます。負荷が極めて小さいソフト・タッチに

より、予め決めておいたプリント基板のフットプリントをボードの設計に盛り込むことができます。AgilentのPCIExpress用のソフト・タッチ・プローブは、回路基板の露出している部分に圧力を加えて、チップからチップに移動する信号を抽出します。フットプリントが使えない場合は、N4221Fフライング・リード・プローブを用いることにより、フットプリントがなくても、x16までのチップ間リンクをプロービングできます。PCI Expressスロット・コネクタでは、インタポーザを使用することも可能です。



図11.ソフト・タッチ・コネクタレス・プローブの使用により、低負荷（＜0.7 pF）、簡単な接続、小さなフットプリントを実現できます。


PCI Expressプロトコルの性質が、検証をさらに複雑にしています。バス上のPCI Expressトラフィックは、データ・スクランブリング／スペクトラム拡散クロックによりエンコードされたパケットによって構成されます。トリガ設定からそうした複雑さを取り除くことがロジック・アナライザにとって極めて重要です。

N4220Bシリーズ・パケット解析プローブは、使いやすいGUI（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）を採用しているので、さまざまなPCI Expressパケットを簡単に定義できます。ロジック・アナライザに検出してほしいパケットの種類を選択でき、リンク動作をリアルタイムで調べ、そのパケットがリンクを通過する時に識別することができます。

図13.使いやすいパケット解析プローブを使用すると、PCI Expressの検証を容易になります。

図12. LOパワー管理モードでは、業界最高速の48シンボル（192 ns）でのビット・ロックが可能です。これは、LOキャプチャに極めて重要です。

PCI Expressシステム検証の最後の手順は、トレース結果を実際に見ることです。N4220Bシリーズの解析プローブは、レーン・スキュー補正、データ・スクランブリング、データ・フォーマットなどの、フォーマットの詳細を処理するソフトウェア・パケット・デコード機能を備えています。また生の8b/10bコードを表示することもできます。


電子計測エンジニアリング・サービス

Agilentでは、お客様が製品化を早期に実現し、PCI Expressデザインの開発に成功していただけるように、幅広いサービスを提供しています。Agilentの専門家のアドバイスや最新のテクノロジーをすぐにご利用いただけます。Agilentの電子計測分野における60年にも及ぶ経験から得た豊富な専門知識やツールを活用してください。テストを外注に出すのか、社内のテスト能力を高めたいのかに関わらず、テストの計画を支援します。PCI Expressについて詳しく学ぶこともできます。Agilentは、いつでもお客様のために全力を尽くします。

物理層

プロトコル層

図14. Agilentの測定サービスをご利用になれば、さまざまなツール／幅広い専門知識を活用できます。

技術トレーニング

PCI Expressに関する知識が短時間で深まります。検証、デバッグ、コンプライアンス・テストを担当されている場合は、PCI Expressトレーニング・コースをご利用ください。コース終了後には、PCI Expressの仕様をマスターできるだけでなく、製品のテスト・プランを開発することができるようになります。

テスト・プランの開発

より高いレベルの製品開発を求めるほど、テストの設計／計画が重要になり、Agilentの知識や専門技術が役立ちます。

Agilentの製品トレーニング／アプリケーション・サービス

Agilentの幅広いサービスをご利用になれば、PCI Express開発ツールを最大限に活用できます。柔軟性の高いプロダクティビティ・アシスタンスは、機器の適切な構成／設置から製品のテスト／デバッグの支援まで、お客様の組織に合わせてご利用いただけます。ツールの測定機能を十分に理解し、立ち上げ時間を大幅に短縮できるように、さまざまなトレーニング・コースをご用意しています。


常に最先端のテクノロジーを

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まとめ

Agilentは、これから先もこれまでと同様に、PCI Expressの発展に応じて、お客様をサポートします。また、お客様が必要とするPCI Expressテスト・ツールを提供することに努めてまいります。PCI/PCI-XおよびInfiniBandツールの開発で得た経験により、Agilentは、この進化するインターコネクト・テクノロジーに最適なソリューションを提供し続けます。

August 25, 2005

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サポート、サービス、およびアシスタンス

アジレント・テクノロジーが、サービスおよびサポートにおいてお約束できることは明確です。リスクを最小限に抑え、さまざまな問題の解決を図りながら、お客様の利益を最大限に高めることにあります。アジレント・テクノロジーは、お客様が納得できる計測機能の提供、お客様のニーズに応じたサポート体制の確立に努めています。アジレント・テクノロジーの多種多様なサポート・リソースとサービスを利用すれば、用途に合ったアジレント・テクノロジーの製品を選択し、製品を十分に活用することができます。アジレント・テクノロジーのすべての測定器およびシステムには、グローバル保証が付いています。アジレント・テクノロジーのサポート政策全体を貫く2つの理念が、「アジレント・テクノロジーのプロミス」と「お客様のアドバンテージ」です。

アジレント・テクノロジーのプロミス

お客様が新たに製品の購入をお考えの時、アジレント・テクノロジーの経験豊富なテスト・エンジニアが現実的な性能や実用的な製品の推奨を含む製品情報をお届けします。お客様がアジレント・テクノロジーの製品をお使いになる時、アジレント・テクノロジーは製品が約束どおりの性能を発揮することを保証します。それらは以下のようなことです。● 機器が正しく動作するか動作確認を行います。● 機器操作のサポートを行います。● データシートに載っている基本的な測定に係わるアシストを提供します。● セルフヘルプ・ツールの提供。● 世界中のアジレント・テクノロジー・サービス・センタでサービスが受けられるグローバル保証。

お客様のアドバンテージ

お客様は、アジレント・テクノロジーが提供する多様な専門的テストおよび測定サービスを利用することができます。こうしたサービスは、お客様それぞれの技術的ニーズおよびビジネス・ニーズに応じて購入することが可能です。お客様は、設計、システム統合、プロジェクト管理、その他の専門的なサービスのほか、校正、追加料金によるアップグレード、保証期間終了後の修理、オンサイトの教育およびトレーニングなどのサービスを購入することにより、問題を効率良く解決して、市場のきびしい競争に勝ち抜くことができます。世界各地の経験豊富なアジレント・テクノロジーのエンジニアが、お客様の生産性の向上、設備投資の回収率の最大化、製品の測定確度の維持をお手伝いします。

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電子計測UPDATE

Agilent電子計測ソフトウェアおよびコネクティビティ

Agilentの電子計測ソフトウェアおよびコネクティビティ製品、ソリューション、デベロッパ・ネットワークは、PC標準に基づくツールによって測定器とコンピュータとの接続時間を短縮し、本来の仕事に集中することを可能にします。詳細についてはwww.agilent.co.jp/find/jpconnectivityを参照してください。

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