AI芯片PCIE信號完整性測試方案解析

AI芯片也被稱為AI加速器或計算卡，AI芯片專門用于處理人工智能應用中的大量計算任務的模塊, 其它非計算任務仍由CPU負責。

人工智能AI在各個領域持續深入應用，人工智能技術與傳統行業不斷的融合，現如今，AI技術廣泛應用與智能機器人、人臉識別、安防視頻、智慧制造、金融建模、新材料發現、醫學影像分析等領域，這意味著世界步入智能時代。

而人工智能時代的科學研究和工程實踐都極度依賴計算力的支持。AI加速卡使用AI加速計算芯片，為復雜的訓練、推理計算提供強大的算力支撐。

1、AI?芯片市場規模

隨著嵌入式AI芯片各種智能終端設備應用的增加，一般的處理器已經無法滿足終端設備智能特性的需求，所以越來越多的芯片制造商側重開發AI芯片，AI芯片初創公司越來越多，大量風投正涌入AI芯片市場，整個AI芯片市場正蓬勃發展。

2?、AI?芯片分類

從廣義上講，能運行AI算法的芯片都叫AI芯片。

目前通用的CPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等都能執行AI算法，只是執行效率差異較大。

但狹義上講一般將AI芯片定義為“專門針對AI算法做了特殊加速設計的芯片”。

3?、AI芯片應用領域----云計算

◆??成熟的機器學習模型，要想應用在AI領域（如圖像識別或機器翻譯），設計過程極其復雜，一般推理計算密集度過高而無法應用在邊緣設備上，在AI應用領域采用云計算是必須的。 ◆??數千人同時使用一個應用程序時，云服務器功能需要足夠強大才能支撐復雜的運算。FPGA擅長處理低延遲和計算密集型任務，允許云服務公司修改FPGA，所以FPGA可以成為云服務器功能需求的首選。很多傳統芯片制造商，云服務供應商和初創公司正在使用FPGA解決方案。 ◆??基于深度學習云計算的CPU + FPGA混合芯片，具備兩種處理器的優勢，可提供計算能力，高內存帶寬和低延遲的特性。 ? 4 AI芯片應用領域----邊緣計算

◆??終端設備物聯網化，產生海量數據，在網絡邊緣，高性能處理處理數據，專用AI芯片協同學習推理，提取核心結構化數據和判決，篩選有效信息并傳輸到云端，有效降低云的網絡帶寬和計算負載。 ◆??很多初創公司推出自家AI ASIC芯片用于無人機、機器人、VR和AR，自動駕駛等領域，大芯片制造商也在處理器中增加了AI功能。 ◆??AI的發展必然會帶動芯片市場的變化。推演算法開發框架隨時都在更新變化，邊緣計算市場也是現在和將來大公司們和創業公司競爭激烈的區域。

5 AI芯片PCIE信號完整性測試

(1) PCIE信號量測測試項目： ? 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)

(2) PCIE 5 CEM TX 使用設備及設置：

備注：PCIE 5測試配置需要33GHz 以上的示波器

(3) PCIE 5 CEM TX 眼圖參數要求：

TX Gold Suite 測試計劃

備注：其中Ln0所有項目都需要測試，其他LN可以選擇性測試。

(4) PCIE5 Test 測試夾具：

(5) PCIE 5 Test 測試程序設置：

(6)? PCIE 5 CEM RXTest 測試連接示意圖:

(7) PCIE 5 Debug? Transmitter(發送端)、Receiver（接收端）解決方案:

? 6 AI芯片（加速卡）DDR接口信號完整性測試?

(1)? LPDDR5特點如下：

◆??速率：3200~ 6400 Mbps

◆??電壓擺幅：低至0.3V

◆??WCK時鐘 ：引入了WCK時鐘。差分時鐘CK是命令，地址的工作時鐘，而數據接口使用差分時鐘WCK， 用于寫數據捕獲和讀數據輸出。WCK可以以CK頻率的兩倍或四倍運行。RDQS是用于在讀操作期間選通數據的差分輸出時鐘信號。

◆??CA bus：DDR(SDR in LP4x)

◆??鏈接ECC：支持用于讀取和寫入操作的鏈接ECC功能以恢復數據。在寫操作期間，RDQS（讀數據選通）信號 將用作奇偶校驗信號。

◆??DSM ：深度睡眠模式（DSM）用于將IDD電流降低40％

◆? DFE: 當WCK高于800 MHz時，可以啟用DQ RX判決反饋均衡(DFE)功能,以補償信道特性，提升Rx Margin ?

(2)? LPDDR5測試項目：

(3) SDLA模型設置–寫入路徑（CPU->DRAM）：

目前，用于主存的DDR SDRAM系列的芯片已經演進到了DDR5了，啟威測實驗室DDR測試能力包括:DDR2、DDR3、DDR4。

Test, Debug and Validate LPDDR5 & DDR5

(4) LPDDR5和DDR5解決方案：

(5)?LPDDR5和DDR5測試、調試和驗證方案：

啟威測信號完整性實驗室為你提供：

AI芯片（加速卡）PCIE接口信號完整測試

AI芯片（加速卡）DDR接口信號完整性測試

AI芯片（加速卡）電源完整性PI測試

編輯：黃飛

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