【高清视频】如何监控和快速分析各类接口SSD和PCIe 插卡的功耗、sideband信号？

2026-02-25 09:59:52

现在全球范围内针对各类接口SSD及各种PCIe插卡进行功耗分析、sideband信号监测和回溯分析都非常普遍使用使用Quarch公司的PAM产品，我们今天根据 Quarch 官网产品页面与官方资料 对 Power Analysis Module（PAM） 的主要功能和典型应用场景做个简单的介绍，同时拍摄了将近30分钟的实际操作的高清视频供感兴趣的朋友参考。

注意：今天的视频重点展示了如何使用Quarch公司的QPS(Qurach Power Studio) 软件进行实际操作，适合对于PAM设备如何接入到PCIe链路中间比较熟悉的用户；不熟悉实际物理连接的用户可以在Saniffer公众号查询关键词“PAM"查找我们之前拍摄的各类实际物理环境搭建的高清视频。当然，我们也将根据反馈情况，后续可能加拍更多如何使用PAM进行各类常见的PCIe外设，如插卡，U.2/M.2 SSD的物理连接的实际操作，让大家有更感性的认识。

Power Analysis Module（PAM）主要功能

Quarch 的 Power Analysis Module（PAM） 是一款专为高精度功耗与系统交互分析而设计的测量工具。它通过加入各类接口对应的fixture治具真正连接被测装置与主机之间，从而捕获真实的 电压、电流和功率消耗数据，并支持对关键边带信号（sideband signal，例如PERST#, CLKREQ等，REFCLK#，PLN#等等）进行监测。PAM 提供高分辨率采样、长时间数据记录，并可与 Quarch 的图形分析软件QPS (Quarch Power Studio) 协同使用，实现细粒度的功率与信号变化可视化。

此外，该PAM具有相当丰富的接口支持，可与不同测试夹具连接，以扩展至各种设备以及与多个电源轨道的测量。PAM 与 Quarch 其他测试产品（如 Programmable Power Module, Breakers）使用相同软件和控制接口，这使得整个测试环境能够统一管理与自动化控制。

典型应用场景

1. 系统级功耗分析与调试 PAM 最常用于对主机系统与被测设备（如SSD和插卡）之间的功率交互行为进行深入分析，例如分析电源启动过程、电压波动影响、待机与工作状态功耗等。这对于系统电源设计优化、性能与功耗平衡评估尤为关键。

2. 问题诊断与验证测试 在调试过程中，工程师可以通过 PAM 精确地捕获电源变化与边带信号之间的时间同步关系，从而定位诸如电压毛刺、供电不稳定、时序异常等难以察觉的问题。结合可编程电源模块（PPM）或Breaker模块，可进一步复现并测试异常场景。

3. 自动化与长期数据采集 PAM 支持 USB 与以太网控制接口，并与 Power Studio 软件配合，可实现自动化测试脚本、长期记录大规模数据，以及将结果导出用于后处理与自动判定。这使得它在研发实验室、合规测试与产品性能评估中非常适合用于持续集成或批量验证流程。

为了方便工程师观看，我们针对本期视频并处理添加了中文字幕供大家参考。如果想看高清视频建议要在电脑上打开上面的视频链接进行观看！创作不易，欢迎分享到朋友圈或者与朋友讨论！如果想搬运我们的视频请告知我们。另外，对于该PAM不同功能感兴趣的朋友，为了快速找到所需要的内容，我们将下面近30min的视频内容做了简要说明如下：

00:00:00-00:02:42 软件如何连接到PAM
00:02:42-00:03:16 PAM设备信息查看
00:03:16-00:03:46 PAM设备支持的信号
00:03:46-00:12:28 PAM如何开启抓取
00:12:28-00:13:30 PAM视图查看
00:13:30-00:15:28 PAM瞬时值分析
00:15:28-00:16:54 PAM区域统计值查看
00:16:54-00:17:57 PAM分段统计查看
00:17:57-00:20:38 PAM信息标注Annotation
00:20:38-00:22:58 PAM通道synthetic channel
00:22:58-00:25:08 PAM抓取内容保存
00:25:08-00:25:56PAM抓取内容保存(2)
00:25:56-00:28:54 PAM Python开发

下面是基于我们拍摄视频的一个总结报告，供感兴趣的朋友参考。

Quarch PAM + Quarch Power Studio（QPS）软件

快速上手与核心功能总结报告

一、软件安装与设备连接方式

1. 软件安装

通过 U 盘安装以下组件：

Quarch Power Studio（QPS）
Java 运行环境
对应操作系统 USB 驱动

安装完成后桌面会生成 QPS 图标（版本示例：v1.49）

2. PAM 管理模式（两种）

① USB 管理模式

使用 USB 管理线连接
PAM 上电后指示灯变绿
QPS 自动扫描并识别设备

优点：简单直接，适合本地调试。

② 网口管理模式

分两种：

模式	特点
网线直连	类似 USB 管理
局域网接入	支持远程管理

当接入局域网但不知道 IP 时：

使用 TestMonkey 软件扫描同网段设备 IP
在 QPS 中手动输入 IP 添加设备

二、设备信息与信号通道

进入主界面后可以查看：

PAM 序列号
Fixture 序列号
型号（如 Gen5 Vertical M.2 PAM Fixture）
固件与 FPGA 信息（Properties → Device）

不同治具支持不同信号抓取能力。

示例 Gen5 M.2 治具支持：

3.3V / 1.8V
电压、电流、功耗
边带信号

三、采样配置

1. 选择抓取信号

路径：

Recording → Channel Enable

勾选需要采集的信号。

2. 采样时间设置

可在两个位置设置（自动同步）：

Recording → Sample Averaging
主界面 Sample Time

采样范围：

最小：4 μs
最大：理论无限（UI 显示 1 秒但可手动输入更大值）

支持：

模拟信号与数字信号不同采样率

四、三种抓取模式

1️⃣ 手动抓取

点击 Record 开始
点击 Stop 停止

适合快速测试。

2️⃣ 定时抓取

启用：

Recording → Recording Duration

勾选：

Limit Recording Time

设定：

秒 / 分钟 / 小时

达到时间自动停止

3️⃣ Trigger 抓取（高级模式）

Step 1：设置 Pre-Trigger

路径：

Recording → Memory

0% → 触发前不记录
100% → 触发后立即停止
中间值 → 触发点前后比例控制

Step 2：选择 Trigger Source

类型	说明
Manual	手动
External	外部触发（In/Out 接口）
Threshold	临界值触发（最常用）

Step 3：Threshold Trigger 配置

路径：

Triggering → Threshold Trigger

两种模式：

Edge（边沿触发）

Rising 上升沿
Falling 下降沿

Level（数值触发）

设置具体电压/电流阈值
单位需注意（mV 等）

五、数据查看模式

QPS 提供两种视图：

视图	说明
主视图	局部放大分析
全视图	从开始到结束的完整 Trace

支持：

鼠标拖拽放大
Chart Width 调整
局部放大分析

六、游标分析（Cursor）

支持 X / Y 双轴游标：

X 轴：时间差
Y 轴：电压、电流差

右侧 Cursor 标签页可自动统计：

AB / CD 差值
对应信号值

七、统计功能（Statistics）

路径：

右侧 → Statistic

支持统计：

最大值
最小值
平均值
RMS

统计范围 = 当前选中区域

八、Annotation（标签）

1. 手动标签

主视图右键 → Add Annotation

支持：

编辑内容
添加说明
自定义 Marker 颜色/名称

2. 自动标签

路径：

Auto Annotation

可设定：

电压阈值
条件（≥ / ≤）
自动标注事件

九、合成 Channel（高级计算）

功能：

将已有采样数据通过函数计算生成新 Channel。

示例：

RMS 计算
自定义公式

路径：

Add → New Group

可选择函数并设置窗口长度

适用于：

高级功耗分析
动态 RMS 计算
定制算法分析

十、数据保存方式

三种方式：

1️⃣ 保存为 QPS 格式

Save / Save As
需 QPS 打开

2️⃣ 导出为 CSV

File → Export → As CSV
可 Excel 打开
可选择 Current Selection（仅保存选中区域）

十一、截图功能

左上角相机图标：

支持：

全屏
主视图
主视图+Channel 名称
Timeline 选择

输出 JPG / PNG

十二、Python 自动化支持

所有 Quarch 产品支持 Python 自动化。

支持 Python 2.x / 3.x
推荐 Python 3.9+
需安装 Quarch Python 库
参考 User Guide 文档配置

十三、整体能力总结

QPS + PAM 提供：

电压、电流、功耗精细采样
μs 级采样分辨率
灵活 Trigger 机制
区域统计与 RMS
Annotation 协作机制
合成 Channel 高级分析
CSV 导出与格式转换
Python 自动化接口

总体评价（技术视角）

该系统定位于：

存储、PCIe、M.2 等各类PCIe，SAS/SATA, USB等设备以及嵌入式device等设备电源与sideband边带信号的精细功耗分析与故障定位。

其优势在于：

工程调试友好
自动化能力强
适合研发实验室与验证团队

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