PC芯片组上的高速总线和测试需求

主板一直是高速串行总线云集的重镇，也是高端示波器厂商必争之地。但作为一般用户极少关注背后的技术，即使是电脑发烧友也很少有人对这些高速串行总线进行深入了解。本文试图从当今最顶级的芯片组开始，简单说明一下这些芯片组上的高速总线和所要用到的测试设备。

1X58



Intel的X58芯片组是如今PC上最高端的芯片组，也是唯一支持IntelI7CPU的芯片组，该芯片组除了集成了最为常见的高速串行总线外，还有一个最大的特大即使支持Intel自身的QPI总线。I7相对于Intel以往的CPU最大区别是像AMDK8那样集成了内存控制器，并且支持3通道DDR3内存。X58支持36Lane的PCIEG2，支持CroosFire，通过NVIDIA的授权可以直接支持SLI。下面来看看这些高速串行总线的测试要求。

QPI



Intel的QuickPathInterface是在I7cpu上首次推出的，采用了类似于PCIE的点对点（peertopeer）传输，替代了以前并行的FSB。QPI的bitrate有两种一种是4.8Gbps，另一种是6.4Gbps。对于6.4Gbps的QPI来说，采用32bit传输时，带宽能达到25.6GB/s。相对于1600MHz的FSB的带宽12.8GB/s来说，带宽提高了一倍。相对于AMD的HT3.0具有的5.2Gbps的bitrate和32bit传输时的20.8GB/s的带宽亦是胜出。同时QPI不但可用于CPU和北桥芯片之间的互联，还能用于多核处理器之间的内部互联，以及与内存控制器之间的互联。

由于QPI6.4Gbps的基波是3.2GHz，1.8bitrate是11.52GHz，5次谐波是16GHz，所以要求带宽在16GHz的示波器才能测试，Tektronix和LeCroy都有带宽在16GHz以上的示波器，但LeCroy目前还没有QPI的测试方案，业界也只有Tektronix第一家推出基于示波器的QPI测试解决方案，而Agilent则是推出了比特误码率测试仪J-BERTN4903B。



PCIExpress2.0

PCIEG2的bitrate是5Gbps，基波频率2.5GHz，1.8xbitrate是9GHz，5次谐波是12.5GHz，除了AgilentDSO91304的带宽只有13GHz，刚好能满足5次谐波的要求以外，Tektronix和LeCroy都有带宽在12.5GHz以上的示波器，而Tektronix的示波器在板卡制造商中更加普及。

SATA3Gbps

SATA3Gbps，俗称SATA2，基波频率1.5GHz，1.8xbitrate是5.4GHz，5次谐波是7.5GHz，需要8GHz的带宽的示波器，这个Agilent，Tekronix，LeCroy都能满足。

DDR3

DDR3从800MHz起跳，符合规范的最高的有1600MHz。X58支持带宽为8.5GB/S的DDR3-1066，bitrate1.066Gbps，基波533MHz，1.8xbitrate是1.9188GHz，5次谐波2665。Agilent和Tektronix都推出了DDR3的测试解决方案。

USB2.0HighSpeedUSB2.0可以说是高速串行总线的入门级别，bitrate只有480Mbps，基波240MHz，1.8xbitrate是864MHz，5次谐波1.2GHz。事实上USB认定组织认为1GHz带宽的示波器就能满足USB2.0HighSpeed的一致性测试。

另外，X58与ICH10之间的DMI总线是基于PCIEG2x4，带宽2GB/s，这个类似于AMD南北桥互联的A-link（同样基于PCIEG2X4）。

2.RD790FX

和x58相对的，AMD的竞争产品是RD790，最高端的是RD790FX。790FX原生支持40LanePCIEG2,其中32lane被分配给显卡可以组成2x16和4x8的交火，6lane被分配给外设，另外4lane组成了Alink用来连接南北桥。



和X58不同的地方在于，CPU和RD790FX之间是通过HT3.0连接，内存也仅支持DDR2。


双通道交火系统

对于像PCIE，SATA，DDR，USB这样的标准高速串行总线，板卡制造厂商通常使用Intel的Sigtest来测试，由于Sigtest可以分析Agilent，Tektronix，LeCroy三家示波器捕获的波形，此时示波器只当做数据采集卡，大大降低了对仪器的依赖（因示波器厂商的眼图和抖动分析算法有差别，导致测试结果不一致或者不具备可比性），同时sigtest能生成标准的测试报告，深受制造厂商的欢迎。但sigtest不大适用于debug，因为Sigtest可分析的数据有限，能够设置的PLL带宽也有限，仅适用于主板和显卡的一致性测试。测试界面如下：