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(diǎn)闡述一下如何買到一臺(tái)高效、可用、高性價(jià)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(diǎn)供大家參考。

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1.信號(hào)問題

該問題是判斷一個(gè)分析儀是否可用的一個(gè)基本問題，業(yè)內(nèi)估計(jì)沒有公司愿意花上百萬或者幾百萬人民幣購買一臺(tái)PCIe分析儀后發(fā)現(xiàn)在很多場(chǎng)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(yán)重。我們建議公司在做最終決定前一定要在真實(shí)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(shí)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(cè)系統(tǒng)無法啟動(dòng)

–待分析問題癥狀消失

–信號(hào)不好，抓到各種錯(cuò)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(shí)，即便原廠R&D設(shè)計(jì)工程師使用內(nèi)部專用工具軟件進(jìn)行信號(hào)的calibration校準(zhǔn)也不一定搞好，因?yàn)檫@些問題大多由于其interposer內(nèi)部設(shè)計(jì)造成的。

SerialTek公司的PCIe Gen 4&5協(xié)議分析儀設(shè)計(jì)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(shí)候（例如Hotplug或者NSSR）分析儀可以動(dòng)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(hào)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(jìn)行信號(hào)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(píng)價(jià)SerialTek的這一創(chuàng)新性的專利技術(shù)- 信號(hào)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(shí)物簡介

2.解碼速度

該問題是判斷一個(gè)分析儀問題診斷效率是否高效的重要參考。不論是計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、SSD還是其它芯片開發(fā)、驗(yàn)證過程中會(huì)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(yàn)證的后半期，很多問題的復(fù)現(xiàn)本身就需要花費(fèi)很長時(shí)間，如果對(duì)于抓取大量數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼分析再需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)甚至1~2天，相信工程師不會(huì)有那么多時(shí)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(gè)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(yán)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(diǎn)，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(shí)際測(cè)試結(jié)果：抓取32G buffer，傳輸時(shí)間4+小時(shí)，解碼時(shí)間4+小時(shí)，總計(jì)等待8小時(shí)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(gè)并不是簡單4倍的關(guān)系，估計(jì)需要2整天時(shí)間才可以解碼完畢（如果電腦不死機(jī)的話），如果有條件大家可以測(cè)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(yùn)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(jìn)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(dòng)到最后一行解碼進(jìn)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(gè)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(shí)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(shí)候給工程師預(yù)留出足夠的反應(yīng)時(shí)間來停止抓包，這樣就可以將問題發(fā)生時(shí)候的數(shù)據(jù)保留在分析儀內(nèi)部buffer，因?yàn)檎Ｇ闆r下buffer滿了會(huì)loopback環(huán)回從而沖掉之前抓取的數(shù)據(jù)。

3.存儲(chǔ)速度

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

傳統(tǒng)PCIe分析儀對(duì)于抓取的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)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(chǔ)在電腦本地的某個(gè)目錄下面。一般這個(gè)時(shí)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(shí)解碼的分析儀為例，如果存儲(chǔ)該trace文件估計(jì)需要至少等待8個(gè)小時(shí)。

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(chǔ)書的時(shí)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(shí)遇到解碼全錯(cuò)

傳統(tǒng)PCIe Gen 4/5分析儀在實(shí)際使用之前必須進(jìn)行經(jīng)過一個(gè)“抓取上電過程”的冗長步驟，否則，希望等到問題出現(xiàn)的時(shí)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(gè)步驟：1） 啟動(dòng)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(dòng)待測(cè)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(chǔ)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(jì)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(huì)碰到這樣“惱人”的問題，即，為了復(fù)現(xiàn)某個(gè)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(cuò)誤。原因就在于問題復(fù)現(xiàn)時(shí)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(duì)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(jìn)行解碼，結(jié)果解碼全部錯(cuò)誤。

SerialTek是業(yè)內(nèi)唯一通過分析儀硬件實(shí)時(shí)監(jiān)控每次待測(cè)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(jī)上電過程這個(gè)步驟，任何時(shí)候需要抓取的時(shí)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(huì)出錯(cuò)。這個(gè)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(yuǎn)程分析”和“遠(yuǎn)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(gè)站點(diǎn)，國內(nèi)公司一般也會(huì)在上海、北京、深圳、成都、蘇州、杭州等城市有多個(gè)研發(fā)中心，跨國公司除了在上述城市有辦公室之外，還會(huì)在美國，加拿大，臺(tái)灣甚至日本設(shè)立研發(fā)中心，那么這種情況下，對(duì)于動(dòng)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(gè)典型場(chǎng)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(chǔ)在分析儀內(nèi)部閃存盤上面的trace文件分析，時(shí)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(gè)不同的辦公室Site，兩個(gè)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?yàn)锽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(yuǎn)程辦公– 由于目前全球covid-19仍然肆虐，很多時(shí)候工程師需要遠(yuǎn)程辦公，公司僅在辦公室安排少量的工程師或者實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作分析儀抓包分析和多站點(diǎn)協(xié)作。

6.消費(fèi)級(jí)M.2 SSD低功耗分析

當(dāng)前，M.2 NVMe SSD在筆記本，Pad， GPS等消費(fèi)類產(chǎn)品以及臺(tái)式機(jī)（游戲機(jī)）以及服務(wù)器啟動(dòng)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(jì)的原因?qū)е翸.2 SSD低功耗在分析時(shí)會(huì)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(jí)U.2/U.3/Single Port/Dual Port四合一分析

現(xiàn)在國內(nèi)的企業(yè)級(jí)SSD廠商為了打入數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，有的公司從去年起即啟動(dòng)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(jià)格非常昂貴。SerialTek分析儀提供“四合一”interposer，即一個(gè)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(tái)分析儀非常方便地抓取dual port ssd的兩個(gè)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(huì)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(gè)是由于分析儀內(nèi)部使用精簡OS無法維護(hù)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(gè)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(chǎng)，需要的時(shí)候可以接回電腦即可查看解碼數(shù)據(jù)。

9.對(duì)某個(gè)特定盤進(jìn)行抓包或者命令觸發(fā)

現(xiàn)在有很多測(cè)試場(chǎng)景抓取的數(shù)據(jù)中有多個(gè)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(chǎng)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(gè)盤的流量，或者僅觸發(fā)某個(gè)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(shí)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(huì)使用分析儀抓取數(shù)據(jù)，有些公司還會(huì)經(jīng)常將分析儀在多個(gè)站點(diǎn)間調(diào)度使用，這就會(huì)帶來一個(gè)版本沖突的問題。PCIe分析儀由于會(huì)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(gè)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(jí)分析儀。

如果下次另外一個(gè)工程師B使用該分析儀，由于他仍然使用上一個(gè)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(jí)。然后如果A再拿去又不得不升級(jí)，如此反復(fù)會(huì)搞得版本維護(hù)非常雜亂，并且會(huì)導(dǎo)致潛在風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榉治鰞xfirmware升級(jí)過程中萬一斷電會(huì)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(jí)后，其他工程師登錄Web界面使用，就不存在版本反復(fù)升級(jí)、降級(jí)帶來的煩惱以及風(fēng)險(xiǎn)問題。

編輯：jq