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芯片PCIE信号完整性测试方案

时间:2024-07-23      阅读:185

人工智能


描述


     AI芯片也被称为AI加速器或计算卡,AI芯片专门用于处理人工智能应用中的大量计算任务的模块, 其它非计算任务仍由CPU负责。

    人工智能AI在各个领域持续深入应用,人工智能技术与传统行业不断的融合,现如今,AI技术广泛应用与智能机器人、人脸识别、安防视频、智慧制造、金融建模、新材料发现、医学影像分析等领域,这意味着世界步入智能时代。

    而人工智能时代的科学研究和工程实践都极度依赖计算力的支持。AI加速卡使用AI加速计算芯片,为复杂的训练、推理计算提供强大的算力支撑。

    1、AI 芯片市场规模

    随著嵌入式AI芯片各种智能终端设备应用的增加,一般的处理器已经无法满足终端设备智能特性的需求,所以越来越多的芯片制造商侧重开发AI芯片,AI芯片初创公司越来越多,大量风投正涌入AI芯片市场,整个AI芯片市场正蓬勃发展。

     2 、AI 芯片分类

     从广义上讲,能运行AI算法的芯片都叫AI芯片。

     目前通用的CPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等都能执行AI算法,只是执行效率差异较大。

     但狭义上讲一般将AI芯片定义为“专门针对AI算法做了特殊加速设计的芯片”。


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     3 、AI芯片应用领域----云计算

     ◆  成熟的机器学习模型,要想应用在AI领域(如图像识别或机器翻译),设计过程极其复杂,一般推理计算密集度过高而无法应用在边缘设备上,在AI应用领域采用云计算是必须的。 ◆  数千人同时使用一个应用程序时,云服务器功能需要足够强大才能支撑复杂的运算。FPGA擅长处理低延迟和计算密集型任务,允许云服务公司修改FPGA,所以FPGA可以成为云服务器功能需求的选。很多传统芯片制造商,云服务供应商和初创公司正在使用FPGA解决方案。 ◆  基于深度学习云计算的CPU + FPGA混合芯片,具备两种处理器的优势,可提供计算能力,高内存带宽和低延迟的特性。   

      4 AI芯片应用领域----边缘计算

     ◆  终端设备物联网化,产生海量数据,在网络边缘,高性能处理处理数据,专用AI芯片协同学习推理,提取核心结构化数据,筛选有效信息并传输到云端,有效降低云的网络带宽和计算负载。 ◆  很多初创公司推出自家AI ASIC芯片用于无人机、机器人、VR和AR,自动驾驶等领域,大芯片制造商也在处理器中增加了AI功能。 ◆  AI的发展必然会带动芯片市场的变化。推演算法开发框架随时都在更新变化,边缘计算市场也是现在和将来大公司们和创业公司竞争激烈的区域。

      5 AI芯片PCIE信号完整性测试

     (1) PCIE信号量测测试项目: ➢ Transmitter measurements (CEM-TX) ➢ TX Preset Test ➢ TX Signal Quality Test

    ➢ Link Equalization Testing

    ➢ Receiver measurements (CEM-RX) ➢ Link Equalization Response Time ➢ Initial Tx Equalization Time      ➢ PLL bandwidth (CEM add-in card)


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      (2) PCIE 5 CEM TX 使用设备及设置:


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      备注:PCIE 5测试配置需要33GHz 以上的示波器

      (3) PCIE 5 CEM TX 眼图参数要求:


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      TX Gold Suite 测试计划


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     备注:其中Ln0所有项目都需要测试,其他LN可以选择性测试。

     (4) PCIE5 Test 测试夹具:


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     (5) PCIE 5 Test 测试程序设置:


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     (6)  PCIE 5 CEM RXTest 测试连接示意图:


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     (7) PCIE 5 Debug  Transmitter(发送端)、Receiver(接收端)解决方案:


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    6 AI芯片(加速卡)DDR接口信号完整性测试 

    (1)  LPDDR5特点如下:

    ◆  速率:3200~ 6400 Mbps

    ◆  电压摆幅:低至0.3V

    ◆  WCK时钟 :引入了WCK时钟。差分时钟CK是命令,地址的工作时钟,而数据接口使用差分时钟WCK, 用于写数据捕获和读数据输出。WCK可以以CK频率的两倍或四倍运行。RDQS是用于在读操作期间选通数据的差分输出时钟信号。

     ◆  CA bus:DDR(SDR in LP4x)

     ◆  链接ECC:支持用于读取和写入操作的链接ECC功能以恢复数据。在写操作期间,RDQS(读数据选通)信号 将用作奇偶校验信号。

    ◆  DSM :深度睡眠模式(DSM)用于将IDD电流降低40%

    ◆  DFE: 当WCK高于800 MHz时,可以启用DQ RX反馈均衡(DFE)功能,以补偿信道特性,提升Rx Margin  

    (2)  LPDDR5测试项目:


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     (3) SDLA模型设置–写入路径(CPU->DRAM):


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      目前,用于主存的DDR SDRAM系列的芯片已经演进到了DDR5了,启威测实验室DDR测试能力包括:DDR2、DDR3、DDR4。



      Test, Debug and Validate LPDDR5 & DDR5


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    (4) LPDDR5和DDR5解决方案:


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     (5) LPDDR5和DDR5测试、调试和验证方案:


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    启威测信号完整性实验室为你提供:

    AI芯片(加速卡)PCIE接口信号完整测试

    AI芯片(加速卡)DDR接口信号完整性测试

    AI芯片(加速卡)电源完整性PI测试


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