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Xgig 分析仪分叉实现的协议分析

PCIe® 分析仪是一种多功能设备,可用于多种测试场景。然而,在任何给定时间,分析仪机箱通常只能由单个用户、应用和位置使用。这意味着需要对分析仪进行优先级排序、分配和计划,以便进行后续测试程序。

为了加快开发速度和缩短上市时间,可以购买额外的设备,以便更多的用户可以执行更多的测试。由于资本设备成本、软件许可证和维护协议的增加,以及运营复杂性的增加,这可能是一个昂贵的提议。

在分散的地点还可能需要多台分析仪,以便为分散的实验室和用户提供服务,并在每个地点配备专用设备。虽然当今的工具通常支持远程登录,但一次只能有一个用户操作一台分析仪,这会影响工作效率。

最后,管理人员需要考虑重新配置设备的时间,也许还要重新放置设备,以适应测试序列中的下一个用户/事件。这个过程是可行的 … 但不是最佳的。

分叉支持在同一台 PCIe 分析仪上进行多项独立测试

PCIe 分析器链路分叉将通常为一个链路的端口分成多个独立的链路,使用户能够同时从这些独立的链路进行捕获。它并不是一项新技术。分叉是 VIAVI 在以太网和 SAS/SATA 等其他设备中成功实现的一项功能,现在已集成到其最新的 PCIe5 分析平台中。

VIAVI Xgig® PCIe5® 8 通道和 16 通道分析仪现已提供分叉功能。VIAVI 16 通道分析仪可分为两个 8 通道链路或四个 4 通道链路。8 通道分析仪可以分为两个 4 通道链路。

以下是分叉实现的示例场景

• 同时从多个独立链路捕获

• 用于在多个独立链路上同时运行不同测试的多个测试设置

• 一个图形用户界面中的多个设置窗口一起打开,以定义不同链路上的不同测试

• 具有访问和控制同一系统的一个或多个配置窗口的多个图形用户界面

分叉的常见用例可能包括:

• 评估高端容错服务器设计中的故障转移和冗余操作,这些设计中有多个 CPU 共享对多个 SSD 和 I/O 设备的访问

• 评估具有两个或更多近距离通信的 PCIe 链路段的 PCIe 重定时器和分组交换 IC

• 评估一个系统中两台 PCIe 设备之间的相互作用

多重分叉用例

虽然只有分析仪可以分叉,但分析仪、协议训练器和干扰器可以在同一 VIAVI PCIe5 平台上以各种配置运行。这创造了许多潜在的用例。以下是对最重要的用例及其物理连接的简要描述。

用例 1:多个CEM 插槽的分叉

CEM 插槽的分析仪分叉分为三类:

• 对同一系统内两个 CEM 插槽的基本监控

• 对来自不同系统的两条链路的监控

• 重新路由 CPU 通道以访问不同的系统资源

下图突出显示了分析仪分叉的应用,用于从同一系统主板的独立链路上捕获数据。这些示例使用 XGig5P-PCIe5-X16-PF 分析仪和 PCIe 信号交换(而不是分组交换机)来实施用户可配置的 Riser 卡(如图所示的 1×16 或 1×8 + 2×4 插槽)

用例 2:四系统分析

如果没有分叉,在不同系统上同时进行多个测试将需要多个机箱。有了分叉许可证,此操作可以在一台分析仪上完成。

下图显示了由四个独立的远程用户进行测试的四个完全独立的系统。数据信号、边带信号、时钟以及系统上电和复位都 是独立的,没有时间同步。每个系统可以在不同用户的控制下运行不同的测试。

用例 3:双端口 NVMe 分析

NVMe 测试通常在具有 U.2、U.3、M.2 和 EDSFF 接口的存储服务器中支持冗余。双端口 2X2 测试配置与具有分叉功能的分析仪非常匹配。

下图显示了在存储服务器系统中实现的冗余。此服务器有两个 CPU,每个 CPU 都可以通过其两个端口与同一个 SSD 通信。分叉使一个机箱能够同时捕获和分析来自两个 CPU 和两个链路的数据。这对于评估 SSD 的链路性能和故障切换非常有价值。

用例 4:四链路 NVMe 分析

当今的存储服务器设计有 8 个、12 个、24 个或更多的 U.2、U.3 或 EDSFF NVMe 驱动器托架,这些托架通常有一个用于扩展的 PCIe 分组交换机树。以下是使用 PCIe 交换机进行端口扩展的简单示例。分析仪用于评估并行运行的 4 个链路。

分组交换机端口扩展的一个可行的替代方案是将 CPU 端口分成 4 个链路,每个链路有 4 个通道,或许还可以在背板接口上使用重定时器来确保信号质量。

用例 5:双段链路重定时器分析

PCIe 交换机和重定时器将链路分为物理上和电气上不同的段,同时监控这些设备的两端至关重要。分析仪分叉允许同时评估和调试这些设备的两端。

如果没有分叉能力,这种类型的分析将需要多个机箱。但是,分叉的 5P16 分析仪可以同时测试 8 通道(如下图所示)或4 通道重定时器。硅供应商和系统 OEM 都可以使用这种分析仪。

用例 6:多链路交换机分析

从48 针设备到非常大的 1000+ 针元件中都有 PCIe 分组交换机 IC。它们提供 3 到 64 个端口,并提供 12 到 256 个通道。

下图显示了通常通过电缆连接连接到主机系统的原型测试卡。原型卡将提供多个通常大小不同的 CEM 插槽来安装 端点卡。该示例说明了一个 8 通道主机上游端口连接到两个 4 通道下游端口的测试配置,所有端口都在分析中。

可能有许多其他测试配置。在本例中,分析仪必须针对 8 通道和 4 通道端口进行配置。

用例 7:多链路电缆分析

在有线应用的用例中,分析仪的分叉会有所帮助。下图所示的示例显示了一个服务器系统,该系统具有一个为四个独立的 4 通道链路配置的内部 CPU 端口。在本例中,服务器通过 SFF-8674 接口适配卡管理流向 4 个独立 JBOD 盒的数据流。这在数据仓库中是一个相当常见的应用,如今 JBOD 通常使用低成本 SATA 驱动器。

用案 8:多段链路电缆分析

PCIe 有时通过电缆发送,用于连接两个机箱。PCIe 重定时器可用于确保电缆上的信号质量。工程师可能还想查看通过8674 接口适配卡的电缆通信以及重定时器系统连接。下图显示了一个 4 通道 PCIe 电缆连接的典型配置,带有两个 CEM 接口适配卡,用于监控主机和目标连接。

第一张图显示了三个 4 通道分析仪,用于捕获不同物理网段的链路数据。第二张图显示了如何将三个机箱替换为一个提

供 4 链路 x 4 通道分叉(16 通道端口)的机箱。

用例 9:双链路图形分叉

双显卡应用程序很受图形艺术家以及 3D 渲染和动画工程师的欢迎。这两张显卡进行通信,有时使用一条特殊的电缆,使每个显卡之间的流量不同,因为消息在它们之间通过 CPU 传递。

下图显示了一台单 CPU 台式机或工作站,具有模拟交换功能,支持安装在 8 通道(或 16 通道)接口适配卡中的两张 GPU 卡。一些系统主板使用有源 PCIe 分组交换机,而不是射频模拟交换机,以便从可用插槽中获得更多链路组合。

分叉优势汇总

正如本白皮书中详细讨论的那样,将分析仪分叉的能力支持在同一个机箱上同时进行多项测试。这为用户提供了使用单

一功能设备难以实现的几项潜在优势。

•  许多用例

•  加快调试速度,加快上市时间

•  需要的设备可能更少,从而降低采购和拥有成本

•  提高每个机箱的工作效率,以降低每项测试成本/每用户成本指标

•  更灵活地管理设备分配、配置和软件/服务费用

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