[發明專利]一種非透明橋PCIe交換電路的動態老煉裝置及方法

在審

• 申請號: 202210199604.8
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114545208A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 翟寶峰;王蕊琪;祁美娟;董劭穎;郝奎;高宜楠;王劍峰;楊靚
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01R1/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種非透明橋PCIe交換電路的動態老煉裝置及方法，采用根復合體CPU、端點設備、端口模式配置線、端口互聯總線和器件狀態指示線，覆蓋了電路的物理層、數據鏈路層和事務層及非透明橋地址轉換和交換功能，使得電路在老煉期間按照正常的工作頻率和總線接口速率進行了動態老煉；本發明無需為每只非透明橋PCIe交換電路外接根復合體CPU和眾多的PCIe端點設備，且整個老煉板上只需一個根復合體CPU，根復合體CPU的連接方式，極大的節省了老煉板上元器件的成本；本發明因為外圍PCIe設備的減少提高了同一面積老煉板上老煉器件的密度，在同一老煉高溫箱中可以老煉更多電路，節省了試驗成本。

技術領域

本發明屬于集成電路設計及測試領域，具體涉及非透明(Non-Transparent，NT)橋PCIe交換(Switch)電路的動態老煉裝置和方法。

背景技術

高可靠、高質量等級的集成電路在生產過程中通過老煉試驗篩選或剔除那些勉強合格的器件，確保出廠電路的可靠性。如不進行老煉試驗，這些有缺陷的器件在使用時會出現初期致命失效或早期壽命失效。另外，部分元器件使用方也會對購入的電路進行動態老煉試驗以檢驗該批次電路的質量。動態老煉試驗要求試驗電路施加合適的激勵和輸出負載，使得電路盡可能的接近實際應用，以實際的工作頻率和接口速率老煉。

在一個PCIe系統中，PCIe交換電路用于將多個電子部件或模塊進行互聯通訊。而非透明橋PCIe交換電路可以連接兩個或多個PCIe主機系統，實現系統隔離和故障轉移等應用需求。非透明橋連接兩個獨立的主機或智能I/O域，一側的資源和地址對另一側的CPU是不可見的，一側的CPU獨立的配置和控制其子系統，兩側系統的地址空間完全獨立。非透明橋兩端通過橋內的地址轉換機制進行兩側空間地址的互相轉換。

非透明橋PCIe交換電路一般具有2個以上的PCIe端口，端口數量和鏈路寬度可配置，可以配置其中任意一個端口作為透明橋上游端口(Upstream Port，USP)連接根復合體(Root Complex，RC)，至少可配置其中的一個端口作為NT端口連接另一系統的RC，剩余端口作為下游端口(Downstream Port，DSP)連接端點(Endpoint)設備，同一電路或不同電路的兩個下游端口不能連接通信。圖1為一個具有一個透明橋端口的5端口非透明橋PCIe交換電路的典型應用示意圖。圖1中，第一主機系統CPU(Primary Host CPU)連接上游端口，第二主機系統CPU(Secondary Host CPU)連接NT端口，剩余端口連接端點設備。由于PCIe嚴格的電氣特性要求、復雜的功能，現有的老煉箱無法提供可以滿足PCIe交換電路的老煉激勵信號。為了對國產N端口非透明橋PCIe交換電路以實際工作頻率和接口速率進行生產過程的動態老煉，按照典型應用需要提供若干個包含根復合體的CPU分別連接上游端口和NT端口，提供若干個端點設備連接剩余下游端口以提供老煉激勵和輸出負載；然而，在電路的批量生產中為了M只電路的老煉需要提供包含CPU在內的N×M個外圍PCIe設備作為激勵和負載，產生了高昂的元器件成本，并且嚴重的降低了單板上PCIe交換電路的密度，帶來了高額甚至無法接受的試驗成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非透明橋PCIe交換電路的動態老煉裝置及方法，以克服現有技術的不足。

一種非透明橋PCIe交換電路的動態老煉裝置，包括根復合體CPU、端點設備、端口模式配置線、端口互聯總線和器件狀態指示線；

根復合體CPU與串聯的交換電路中第一交換電路的上游端口連接，第一交換電路的一個下游端口與其相鄰的交換電路的上游端口連接，第一交換電路的另一個下游端口與其相鄰的交換電路的非透明橋端口連接，第一交換電路的非透明橋端口和尾部交換電路的一個下游端口連接；尾部交換電路的另一個下游端口和端點設備連接；

第一交換電路與尾部交換電路之間串聯多個交換電路，當前交換電路的上游端口與其串聯的前一個交換電路的一個下游端口連接，當前交換電路的非透明橋端口與其串聯的前一個交換電路的另一個下游端口連接；