本文結(jié)合國內(nèi)主流SSD控制器/盤的研發(fā)中心在購買PCIe Gen 4&5協(xié)議分析儀過程中最關(guān)心的點闡述一下如何買到一臺高效、可用、高性價比的PCIe協(xié)議分析儀，這些公司包括浪潮、華芯、大普，Memblaze，YMTC，Longsys，Maxio， Sage Micro等等，下面按照關(guān)心的重要程度依次列出這些點供大家參考。

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1.信號問題

該問題是判斷一個分析儀是否可用的一個基本問題，業(yè)內(nèi)估計沒有公司愿意花上百萬或者幾百萬人民幣購買一臺PCIe分析儀后發(fā)現(xiàn)在很多場景下無法使用。不幸的是，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)架構(gòu)的PCIe Gen4&5分析儀普遍存在這種問題甚至更嚴重。我們建議公司在做最終決定前一定要在真實環(huán)境中試用PCIe分析儀，這樣就可以大大避免購買以后出現(xiàn)問題。下面的問題是傳統(tǒng)PCIe分析儀在真實環(huán)境中經(jīng)常出現(xiàn)的問題

–完全抓不到任何數(shù)據(jù)

–待測系統(tǒng)無法啟動

–待分析問題癥狀消失

–信號不好，抓到各種錯誤

碰到上述問題以后，傳統(tǒng)PCIe分析儀需要非常復(fù)雜的calibration，用戶工程師一般無法搞定，其實，即便原廠R&D設(shè)計工程師使用內(nèi)部專用工具軟件進行信號的calibration校準(zhǔn)也不一定搞好，因為這些問題大多由于其interposer內(nèi)部設(shè)計造成的。

SerialTek公司的PCIe Gen 4&5協(xié)議分析儀設(shè)計具備自適應(yīng)的EQ能力，并且當(dāng)PCIe鏈路特性發(fā)生變化的時候（例如Hotplug或者NSSR）分析儀可以動態(tài)調(diào)整，其interposer采用昂貴的高端analog passthrough的模擬芯片將upstream和downstream信號導(dǎo)入分析儀，避免了上述這些問題的出現(xiàn)，也無需用戶進行信號校準(zhǔn)（Calibration-free）。

我們來看一下業(yè)內(nèi)知名的芯片公司Phison的首席工程師是如何來評價SerialTek的這一創(chuàng)新性的專利技術(shù)- 信號高保真SI-FI （Signal Fidelity）。

I’ve been using protocol analyzers for 31 years and PCIe analyzers and interposers extensively for the past 5 years. We use them for important assignments that affect revenue and customer satisfaction，” said John Wehman， Principal Engineer at Phison Technology. “With other analyzers I have had to abandon my testing many times， because I could not find a good quality signal lock. SerialTek’s Kodiak analyzer and SI-Fi interposers have changed all that. I have 100% confidence in Kodiak’s ability to achieve lock and give me the trace I need to do my job. Kudos to Ellisys and SerialTek for creating not only an electrically reliable platform， but the actual mechanical hardware itself is beautiful.

視頻一 SerialTek PCIe Gen 4 analyzer實物簡介

2.解碼速度

該問題是判斷一個分析儀問題診斷效率是否高效的重要參考。不論是計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲、SSD還是其它芯片開發(fā)、驗證過程中會越來越多依賴PCIe分析儀分析各種各樣的問題，尤其在產(chǎn)品驗證的后半期，很多問題的復(fù)現(xiàn)本身就需要花費很長時間，如果對于抓取大量數(shù)據(jù)進行解碼分析再需要花費幾個小時甚至1~2天，相信工程師不會有那么多時間加班。

除了SerialTek之外，業(yè)內(nèi)的傳統(tǒng)PCIe分析儀內(nèi)部都沒有任何處理能力，抓取到數(shù)據(jù)以后，需要通過下面兩個步驟才能看到解碼 – 1）分析儀停止抓取數(shù)據(jù)后，安裝在用戶電腦的協(xié)議分析儀軟件開始將數(shù)據(jù)從分析儀BUFFER傳輸?shù)诫娔X；2）傳輸完畢后解碼。所以，我們看到解碼嚴重依賴用戶的電腦，當(dāng)然電腦單核CPU配置性能高一些，內(nèi)存大一些可能效率稍高一點，傳統(tǒng)分析儀軟件都是單線程，多核CPU無法發(fā)揮作用。

傳統(tǒng)分析儀的實際測試結(jié)果：抓取32G buffer，傳輸時間4+小時，解碼時間4+小時，總計等待8小時才可以分析這些解碼。如果抓取128G Buffer，考慮到電腦的處理能力各方面，這個并不是簡單4倍的關(guān)系，估計需要2整天時間才可以解碼完畢（如果電腦不死機的話），如果有條件大家可以測試一下。

SerialTek分析儀采用高性能服務(wù)器架構(gòu)，內(nèi)置12 CORE高性能CPU， 使用標(biāo)準(zhǔn)Linux系統(tǒng)，配置64G memory供Linux使用，協(xié)議分析儀軟件服務(wù)端采用多線程運行在12 CORE上。所以，分析儀一旦停止抓取數(shù)據(jù)后，CPU通過內(nèi)置兩條Gen 3 x16總線從upstream （72GB buffer）和downstream（72GB buffer）分析儀板卡的buffer里面將數(shù)據(jù)取回進行分析。

基本1秒鐘即可解碼所有的數(shù)據(jù)，工程師可以用鼠標(biāo)直接拖動到最后一行解碼進行問題定位和分析，不論你抓取的是36G， 72G，還是128GB數(shù)據(jù)，也不論解碼是2000萬行解碼還是2億行。如果簡單查看一下覺得不是自己需要的數(shù)據(jù)，下一秒鐘即可start capture重新開始抓取數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，可能有人問為什么需要抓取這么大的buffer的數(shù)據(jù)呢？幾個原因如下：

–在高速傳輸?shù)那闆r下出現(xiàn)性能不穩(wěn)定問題或者功能問題

–問題很難復(fù)現(xiàn)，可能幾天出現(xiàn)一次，或者有的時間一天出現(xiàn)幾次，無法根據(jù)癥狀現(xiàn)象設(shè)置trigger條件，只能人工等待出現(xiàn)問題的時候給工程師預(yù)留出足夠的反應(yīng)時間來停止抓包，這樣就可以將問題發(fā)生時候的數(shù)據(jù)保留在分析儀內(nèi)部buffer，因為正常情況下buffer滿了會loopback環(huán)回從而沖掉之前抓取的數(shù)據(jù)。

3.存儲速度

有時候?qū)τ谧ト〉降臄?shù)據(jù)進行初步分析后覺得有必要進一步分析，或者需交給其它同事分析，這個時候需要存儲該數(shù)據(jù)（專業(yè)術(shù)語： trace文件）。存儲速度也是衡量分析儀是否高效的一個重要指標(biāo)。

傳統(tǒng)PCIe分析儀對于抓取的數(shù)據(jù)進行存儲的前提條件是先傳輸?shù)降诫娔X，解碼完畢，然后才可以通過菜單將trace存儲在電腦本地的某個目錄下面。一般這個時候可能還要重新傳輸一遍數(shù)據(jù)，所以非常慢。以上面提到的8小時解碼的分析儀為例，如果存儲該trace文件估計需要至少等待8個小時。

SerialTek Gen 4&5協(xié)議分析儀保存144G BUFFER僅需要6.5min， 大大提高了效率。其本質(zhì)原因在于分析儀架構(gòu)采用高端服務(wù)器架構(gòu)，和傳統(tǒng)的嵌入式架構(gòu)的PCIe協(xié)議分析儀完全不一樣，SerialTek分析儀內(nèi)置了最多4塊Samsung M.2 NVMe SSD，所有存儲書的時候無需導(dǎo)出到電腦，直接將buffer寫到內(nèi)置的M.2 NVMe SSD閃存盤，所以速度非常塊。

4.問題復(fù)現(xiàn)時遇到解碼全錯

傳統(tǒng)PCIe Gen 4/5分析儀在實際使用之前必須進行經(jīng)過一個“抓取上電過程”的冗長步驟，否則，希望等到問題出現(xiàn)的時候再來接入分析儀嘗試抓數(shù)據(jù)將無法解碼，具體分為下面三個步驟：1） 啟動協(xié)議分析儀，打開協(xié)議分析軟件，連接分析儀，開始抓取數(shù)據(jù)；2）啟動待測環(huán)境；3）停止分析儀抓取數(shù)據(jù)，load數(shù)據(jù)到分析儀軟件得到解碼所需要的參數(shù)信息，該信息將存儲在該電腦的分析軟件，以此作為后續(xù)抓取數(shù)據(jù)解碼的依據(jù)。

所以，上述設(shè)計的缺陷顯而易見，所有使用過這類傳統(tǒng)PCIe分析儀的工程師都會碰到這樣“惱人”的問題，即，為了復(fù)現(xiàn)某個問題需要反復(fù)重啟系統(tǒng)，經(jīng)過幾十次甚至上百次的掉電、上電總算問題復(fù)現(xiàn)了，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分析儀也抓到數(shù)據(jù)了， 但是解碼全部錯誤。原因就在于問題復(fù)現(xiàn)時候的某些參數(shù)，例如BAR地址，register，或者PCIe speed或者width等和初始的參數(shù)對比發(fā)生了變化，但是分析軟件仍然用之前暫存的參數(shù)進行解碼，結(jié)果解碼全部錯誤。

SerialTek是業(yè)內(nèi)唯一通過分析儀硬件實時監(jiān)控每次待測系統(tǒng)加電協(xié)商的參數(shù)的分析儀，所以，使用SerialTek協(xié)議分析儀根本不存在需要提前連接軟件抓取開機上電過程這個步驟，任何時候需要抓取的時候再打開分析軟件連接分析儀都可以直接抓取，并且解碼不會出錯。這個功能也是Intel， AMD， Seagate， WDC，Micron， MS， Apple， Broadcom以及國內(nèi)知名公司一定要購買SerialTek的重要原因之一。

5.“遠程分析”和“遠程協(xié)作”

現(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)品開發(fā)公司一般都有多個站點，國內(nèi)公司一般也會在上海、北京、深圳、成都、蘇州、杭州等城市有多個研發(fā)中心，跨國公司除了在上述城市有辦公室之外，還會在美國，加拿大，臺灣甚至日本設(shè)立研發(fā)中心，那么這種情況下，對于動輒抓取到的100GB trace文件如何分享和分析呢？傳統(tǒng)PCIe分析儀由于架構(gòu)固有的限制，必須把trace文件發(fā)給另一方才可以分析。使用SerialTek則沒有這些問題，幾個典型場景如下：

–辦公室內(nèi)部的分析和協(xié)作 – 工程師A退出軟件，工程師B連接分析儀，直接打開尚在buffer里面的數(shù)據(jù)秒解分析，或者打開A已經(jīng)存儲在分析儀內(nèi)部閃存盤上面的trace文件分析，時間也是秒解。

–跨辦公室的分析和協(xié)作 – 同上，只不過工程A和B分布在兩個不同的辦公室Site，兩個辦公室可能都在國內(nèi)，也可能跨國。但是解碼速度也是秒解碼，因為B無論是打開分析儀內(nèi)部buffer數(shù)據(jù)還是分析儀內(nèi)部閃存盤的數(shù)據(jù)，分析儀本身只是將界面?zhèn)鬏數(shù)紹的軟件界面顯示，網(wǎng)絡(luò)帶寬占用只有10~20BPS，非常低。

–遠程辦公– 由于目前全球covid-19仍然肆虐，很多時候工程師需要遠程辦公，公司僅在辦公室安排少量的工程師或者實驗室技工協(xié)助搭建環(huán)境等工作。工程師A或者B只要通過VPN連接到公司內(nèi)網(wǎng)，即可實現(xiàn)遠程操作分析儀抓包分析和多站點協(xié)作。

6.消費級M.2 SSD低功耗分析

當(dāng)前，M.2 NVMe SSD在筆記本，Pad， GPS等消費類產(chǎn)品以及臺式機（游戲機）以及服務(wù)器啟動盤上獲得了廣泛的應(yīng)用，但是，傳統(tǒng)PCIe Gen 4/5分析儀由于設(shè)計的原因?qū)е翸.2 SSD低功耗在分析時會出現(xiàn)丟包問題。SerialTek在硬件底層上解決了困擾用戶抓取低功耗碰到的這些問題。

7.企業(yè)級U.2/U.3/Single Port/Dual Port四合一分析

現(xiàn)在國內(nèi)的企業(yè)級SSD廠商為了打入數(shù)據(jù)中心市場，有的公司從去年起即啟動U.3 NVMe SSD研發(fā)，當(dāng)然主流的接口仍然是U.2。目前傳統(tǒng)PCIe分析儀需要用戶分別購買U.2和U.3 interposer，價格非常昂貴。SerialTek分析儀提供“四合一”interposer，即一個interposer可以自適應(yīng)支持U.2/U.3/Single Port/Dual Port這四種組合的SSD，并且，一臺分析儀非常方便地抓取dual port ssd的兩個port的數(shù)據(jù)。

8.斷網(wǎng)續(xù)傳

傳統(tǒng)PCIe分析儀的網(wǎng)線如果斷掉，即便0.1ms，再接回去網(wǎng)線也會無法使用，只能分析儀重啟然后重新抓取數(shù)據(jù)才可儀；這個是由于分析儀內(nèi)部使用精簡OS無法維護網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)導(dǎo)致。SerialTek分析儀使用標(biāo)準(zhǔn)CentOS完全解決了這個問題。該功能非常利好AE/FAE工程師外出調(diào)試問題，當(dāng)工程師設(shè)置好觸發(fā)條件開始抓取數(shù)據(jù)以后即可斷開電腦離開現(xiàn)場，需要的時候可以接回電腦即可查看解碼數(shù)據(jù)。

9.對某個特定盤進行抓包或者命令觸發(fā)

現(xiàn)在有很多測試場景抓取的數(shù)據(jù)中有多個盤的流量，例如，如果使用cable interposer串接在switch卡和背板之間，或者使用slot interposer分析PCIe Gen 4 x16 Host Card連接4塊U.2 SSD的場景，那么分析儀就可以“看見”所有掛接在背板或者卡上面的SSD的流量，傳統(tǒng)分析儀無法區(qū)分抓取某個盤的流量，或者僅觸發(fā)某個盤的特定PCIe packet或者NVMe command，SerialTek 分析儀很好地解決了該問題，通過支持基于BDF以及queue等參數(shù)實現(xiàn)抓包過濾或者觸發(fā)。

10.如何解決不同版本沖突帶來的煩惱？**

一般情況下，公司里面都是有多名工程師會使用分析儀抓取數(shù)據(jù)，有些公司還會經(jīng)常將分析儀在多個站點間調(diào)度使用，這就會帶來一個版本沖突的問題。PCIe分析儀由于會定期發(fā)布一些版本解決一些產(chǎn)品bug或者增加一些新的功能，假如某工程師A下載了一個新的協(xié)議分析儀軟件版本，當(dāng)他安裝好打開軟件后由于和分析儀內(nèi)部的firmware不匹配，所以需要升級分析儀。

如果下次另外一個工程師B使用該分析儀，由于他仍然使用上一個軟件版本，所以和拿到的分析儀內(nèi)部的firmware版本不匹配，所以他如果要使用的話只能將分析儀firmware降級。然后如果A再拿去又不得不升級，如此反復(fù)會搞得版本維護非常雜亂，并且會導(dǎo)致潛在風(fēng)險，因為分析儀firmware升級過程中萬一斷電會導(dǎo)致不得不回原廠返修。

SerialTek Gen 5分析儀使用Web界面管理，不再使用協(xié)議分析客戶端軟件的傳統(tǒng)方式。任意工程師通過Web將版本升級后，其他工程師登錄Web界面使用，就不存在版本反復(fù)升級、降級帶來的煩惱以及風(fēng)險問題。

編輯：jq