邁向高速傳輸：PCIe 5.0/6.0 纜線測試的技術挑戰
在 PCIe 5.0 每秒 32 GT (GT/s) 與 PCIe 6.0 每秒 64 GT 的極高傳輸速度下，傳統印刷電路板 (PCB) 訊號走線的插入損耗已高得令人無法忽視。為了解決這個物理瓶頸，高速 PCIe 訊號正逐漸改為透過纜線組件進行傳輸，藉此直接繞過 PCB。這種架構轉變不僅能顯著降低插入損耗，還能在不違反插入損耗、回送損耗、串音與歪斜等通道預算的前提下，有效拉長 PCIe 根複合體 (Root Complex) 與端點設備 (Endpoints) 之間的實體距離。
因應此趨勢，PCI-SIG 特別制定了針對 PCIe 5.0 與 6.0 的 CopprLink 內部 (機箱內) 與外部 (機箱對機箱) 纜線及連接器規範。然而，測試這些高速 PCIe 纜線卻面臨著多重嚴峻的技術挑戰。PCIe 鏈路架構包含多個通道 (Lanes)，每個通道皆代表一對用於傳送與接收的差分訊號路徑。舉例來說，x4、x8 或 x16 的通道寬度分別包含 8、16 或 32 個差分訊號路徑，這意味著測試時將分別需要多達 32、64 或 128 個測試埠。
若要完成一次完整的測試，涵蓋所有通道與所有串音組合，x4、x8 或 x16 纜線配置分別需要進行 64 次、256 次甚至高達 1024 次的四埠量測。當測試需求進一步納入邊帶訊號 (Sideband signals) 時，所需的測試埠數量與量測次數將會更加龐大。此外，為了避免在串音測試過程中產生量測誤差，所有未使用的連接埠都必須進行確實的終端匹配。面對如此龐大且繁雜的切換需求，傳統手動測試不僅極度耗時，且極易發生人為接線錯誤，因此導入強大的測試自動化系統，是實現高效且可靠測試的唯一途徑。
CopprLink 規範下的自動化測試重點解析
根據 PCIe 5.0 與 6.0 的 CopprLink 內部與外部纜線規範，纜線組件與連接器的測試項目必須全面涵蓋多個高頻特性指標。一套完善的自動化測試系統會將以下測試細節轉化為核心測試重點：
損耗與反射特性驗證： 精準量測插入損耗 (IL) 以及回送損耗 (RL)，以確保高速訊號在纜線與連接器傳輸過程中的衰減幅度與反射能量皆嚴格控制在規範的容許範圍內。
多維度串音干擾分析： 測試重點不僅包含基本的近端串音 (NEXT) 與遠端串音 (FEXT)，為了更全面地評估多通道同時運作時的整體干擾衝擊，必須透過演算法精確加總計算功率總和近端串音 (PSNEXT) 以及功率總和遠端串音 (PSFEXT)。
精確的時間偏差與歪斜量測： 高速差分訊號對於時序的精準度要求極高，測試過程需嚴格檢驗有效的對內歪斜 (Intra-pair skew) 以及通道間歪斜 (Lane-to-lane skew)，確保資料傳輸的同步性不受破壞。
複雜的豁免條件指標 (Waiver Criteria) 運算： 當基本測試的限制線遭受違反時，規範特別定義了整合回送損耗 (iRL) 以及由元件貢獻的整合串音雜訊 (包含 ccICN NEXT 與 ccICN FEXT) 作為進階的豁免評判標準。自動化系統必須能無縫且準確地處理這些複雜的數學運算，作為最終判定依據。
全自動化測試流程：從去嵌化到精準量測
羅德史瓦茲 (Rohde & Schwarz) 提供了高度整合的全自動化一致性測試解決方案，該流程透過嚴謹的步驟確保量測的絕對精準度與極致效率：
精確的治具建模與去嵌化 (Deembedding) 技術： 由於規範將參考平面定義在極靠近治具上纜線連接器的位置，因此治具上的每一段導入線 (Lead-in) 都必須被精準表徵並進行去嵌化處理。透過強大的去嵌化輔助工具，系統能為每段具備獨特阻抗分佈的導入線進行精確的阻抗校正建模，徹底將治具效應從測試結果中數學移除，確保阻抗分佈圖上不會產生虛假的反射或失真 (Phantom limbs)。
大幅優化的多埠系統校正演算法： 面對高達 128 埠的龐大架構，系統採用了最佳化的星型校正 (Star calibration) 演算法。這項技術能將校正所需的連接次數大幅縮減，例如將 x16 配置的校正次數從傳統的 3072 次巨幅降低至僅 127 次，極大地節省了測試前置作業的時間。
智慧型的自動化量測執行： 測試軟體會全自動控制切換矩陣，精準地將向量網路分析儀 (VNA) 連接至當下待測的差分訊號對，同時自動對其他所有未使用的訊號路徑進行終端匹配。這徹底排除了手動切換帶來的反射誤差與接線失誤風險。
自動生成完整判定報告： 量測完成後，軟體不僅會自動計算 iRL、ccICN 等複雜的高階指標，還會直接依據客製化或標準的限制線進行 Pass/Fail 分析，並自動產出詳盡的一致性測試報告。
打造高效能的硬體與軟體測試架構
此套測試解決方案奠基於模組化且高度可擴充的硬體與軟體架構，不僅滿足當下需求，更能無縫銜接未來的技術演進。
超高頻寬的向量網路分析儀 (VNA)： 雖然 PCIe 5.0 與 6.0 的測試頻率範圍為 10 MHz 至 24 GHz，但為了在時域分析與去嵌化建模中獲得更優異的解析度與精確度，通常建議使用頻寬達 40 GHz 的 VNA (例如 R&S ZNB3032 升級版)。為因應未來 PCIe 7.0 更嚴苛的規範，系統亦全面支援 54 GHz 甚至最高 67 GHz (例如 R&S ZNA67) 的頂級配置。
靈活的開放式切換與控制平台： 系統採用 R&S OSP320 切換主機，搭配高效能且具備內部終端負載功能的 SP6T 切換模組。平台提供從 24 埠、44 埠到 64 埠的多種預先定義矩陣配置，最高甚至可擴充至 144 埠。為了確保最佳的回送損耗表現與極致的相位穩定性，系統強烈建議搭配半剛性 (Semi-rigid) 同軸纜線組使用。
強大的 R&S ZNrun 自動化控制軟體： 軟體除了內建針對 x4、x8、x16 的標準測試計畫外，使用者更能憑藉極高的靈活度，輕鬆自訂包含不同通道數或邊帶訊號的專屬測試計畫。若所選的通道數量超過了系統當下的可用連接埠，軟體更具備智慧引導功能，會逐步提示使用者在必要時進行切換矩陣與治具間的重新連接。此外，透過完善的 API 介面，這套自動化軟體亦能無縫整合至客戶現有的生產線或研發軟體環境中。
R&S PCIe 高速纜線全自動化測試解決方案：核心產品陣容
要建構具備極致精準度與高度擴充性的 PCIe 5.0/6.0 全自動化測試系統，需要由頂尖的向量網路分析儀、智慧型切換平台與自動化軟體共同組成。羅德史瓦茲 (Rohde & Schwarz) 提供了業界最完整的產品組合，完美滿足高速數位測試的嚴苛要求：
作為系統的效能擔當，R&S ZNA 系列提供最高達 67 GHz 甚至更高頻寬的型號選擇，具備業界頂尖的動態範圍與極低的量測雜訊。其創新的硬體架構專為最嚴苛的射頻與高速數位量測而設計，不僅能提供優異的時域分析解析度，更能為複雜的去嵌化建模提供最純淨的原始資料，是迎戰未來 PCIe 7.0 甚至更高規格挑戰的終極量測利器。
R&S ZNB3000 是一款專為兼顧效能與成本而設計的主力級向量網路分析儀。針對 PCIe 5.0 與 6.0 測試，它能提供最高達 43.5 GHz 或 54 GHz 的頻寬升級選項，完美覆蓋規範要求的頻率範圍。ZNB3000 具備出色的量測速度、高動態範圍以及直覺的觸控操作介面，搭配內建的去嵌化輔助選項 (如 EZD、ISD 或 SFD)，能高效完成精確的治具特性分析。
在面對高達 128 埠的 PCIe 測試需求時，R&S OSP 扮演著關鍵的射頻訊號調度中心。這款高度模組化的平台能搭載多組高效能的 SP6T 射頻切換模組，支援高達 40 GHz 或 67 GHz 的頻寬，且具備內部終端負載功能。透過 OSP 系統的精準切換，能確保向量網路分析儀準確連接至待測訊號路徑，並對其他未使用路徑進行 50 歐姆端接，徹底消除串音測試中的反射誤差。
R&S ZNrun 向量網路分析儀自動化軟體：測試流程的智慧大腦
R&S ZNrun 是這套解決方案的靈魂核心。透過專屬的 R&S ZNrun-K440 測試自動化選項，軟體能無縫控制 VNA 與 OSP 切換平台，將原本耗時數天的手動測試流程縮短至數小時內完成。它不僅內建符合 CopprLink 規範的標準測試計畫，更提供最佳化的星型校正演算法大幅減少接線次數。測試完成後，ZNrun 會自動處理龐大的數據、計算複雜的豁免指標 (如 iRL、ccICN)，並產出完整的 Pass/Fail 一致性測試報告。
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為了滿足客戶從基礎到高階的多元量測需求，宥億企業與包含 Rohde & Schwarz (R&S) 在內的多家全球頂尖儀器製造商建立深度合作，為您引進頂級的向量網路分析儀、示波器以及全自動化測試系統等世界級設備。無論是複雜的高速數位介面測試、訊號完整性分析，還是客製化的測試系統建置，宥億企業專業的工程團隊皆能為您提供從設備選型、系統規劃到完善售後支援的一站式優質服務。
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