我们平时和各个类型的公司和工程师沟通的时候发现，很多涉及到PCIe 5.0和PCIe 6.0接口的高速芯片和高速板卡/SSD在测试过程中碰到各种各样奇怪的问题，就其原因在于他们构建的测试环境使用从市场上买来的各色PC，工作站，服务器主板，当然，这些测试环境在验证的某个阶段肯定是还需要用的，但是在早期产品bring-up点亮、或者专注于芯片、产品的性能、功能验证过程中还是需要隔离掉测试环境可能导致的问题，否则芯片或者产品测试出问题的时候很难了解到底是产品本身问题，还是由于使用的测试环境不好导致的。

我根据上周内部培训视频整理一份PCI SIG官方组织在进行InterOp互操作性、系统兼容性方面业内使用的、业内SI信号质量做的最好的PCIe 5.0和PCIe 6.0 switch卡搭建对应速率环境的完整的技术总结报告，非常更适合各位平时测试使用，以及日常参考、技术培训等。

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。

PCIe 5.0 switch卡手把手连接演示

PCIe 6.0 switch卡手把手连接演示

PCIe 5.0和6.0 switch卡自身的管理命令行CLI手把手连接演示

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PCIe Gen5 / Gen6 Switch测试板卡环境搭建、CLI管理演示

一、背景：PCIe测试环境为何需要“Golden板卡”

在高速接口（如PCIe 5.0、PCIe 6.0）的验证过程中，测试结果往往不仅取决于被测设备本身，还会受到测试环境的影响。例如：

• 测试线缆质量不佳

• 转接卡设计不合理

• 测试板卡信号完整性不足

• 接口转换链路过长

这些因素都会导致：

• Link Training失败

• Link Speed降级

• Bit Error Rate升高

• PCIe协议错误

因此，在专业验证实验室中，通常需要使用 Golden Reference Board（黄金参考板卡） 来构建标准测试环境。

Golden板卡具有以下特点：

• 信号完整性（Signal Integrity）优异

• 设计经过PCI-SIG或行业验证

• 可作为标准参考平台

• 用于排除测试环境变量

在PCI-SIG官方兼容性测试中，这类高质量板卡常常被用作 Golden Endpoint。 

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二、PCIe Gen5 Switch测试板卡介绍

1 产品定位

该Gen5 Switch测试板卡基于 Broadcom PCIe Gen5 Switch芯片设计，主要用于：

• 搭建PCIe Gen5测试环境

• 测试各种PCIe设备

• 提供Golden Reference平台

适用对象包括：

• SSD厂商

• PCIe卡厂商

• CPU/GPU厂商

• 服务器系统厂商

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三、Gen5 Switch板卡硬件架构

1 Upstream接口

板卡通过 PCIe Gen5 x16金手指 连接到主机系统。

作用：

• 作为Root Complex下游设备

• 建立上行PCIe链路

Host (Root Complex)
        │
        │ PCIe Gen5 x16
        ▼
   Gen5 Switch Board

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2 Downstream接口

板卡提供多个下行端口用于连接被测设备：

MCIO接口

左侧提供：

4 × MCIO x4

用途：

• SSD测试

• PCIe设备测试

• 通过转接线连接其他接口

MCIO是目前服务器内部广泛使用的高速PCIe连接接口。

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3 扩展插槽

板卡顶部提供：

PCIe Gen5 x16 扩展插槽

可直接插入：

• PCIe AIC卡

• FPGA卡

• GPU卡

• NVMe AIC SSD

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四、通过转接实现多种设备测试

由于PCIe设备接口多种多样，该平台通过 转接板 + 转接线 支持不同设备。

1 EDSFF SSD测试

示例：

MCIO → EDSFF

测试设备：

• E1.S

• E3.S

• E3.L

这是目前数据中心SSD主流接口。

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2 U.2 SSD测试

通过：

MCIO → U.2 Cable

该线缆包含：

• MCIO接口

• U.2接口

• SSD供电接口

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3 M.2 SSD测试

M.2测试可以通过两种方式实现：

方式1：多级转接

MCIO → U.2 → M.2

方式2：专用M.2测试板

结构：

M.2插槽
   │
PCIe Gen5 x4 金手指

支持不同长度M.2 SSD：

• 2230

• 2242

• 2260

• 2280

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4 EDSFF转接线

另一种常见方式：

MCIO → EDSFF Cable

特点：

• 支持1米长线缆

• 带独立供电

• 适用于远距离测试

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五、PCIe Gen6 Switch测试板卡介绍

随着PCIe 6.0标准发布，验证需求逐渐出现。

该Gen6 Switch板卡主要用于：

• 搭建PCIe Gen6测试环境

• 在缺少Gen6 CPU/GPU情况下提供验证平台

因为目前市场上：

• Gen6 Root Complex非常少

• Gen6 Endpoint设备仍处于早期阶段

因此 Gen6 Switch板卡成为重要测试工具。

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六、Gen6 Switch硬件结构

1 Upstream接口

底部：

PCIe Gen6 x16

连接主机系统。

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2 Downstream接口

提供多个端口：

2 × MCIO Gen6 x8 (左)
2 × MCIO Gen6 x8 (右)

可连接：

• SSD

• FPGA

• GPU

• 测试卡

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3 Straddle Slot （顶部插槽）

顶部提供：

PCIe Gen6 x16 Straddle Slot (顶部插槽)

可直接插入PCIe设备。

在演示环境中：

Gen6 Switch → PCIe延长线 → 另一张Gen6 Switch

第二张Switch作为Endpoint设备。

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七、Gen6 SSD测试示例

示例结构：

MCIO x8
   │
   └─ Y Cable
       ├─ EDSFF x4
       └─ EDSFF x4

即：

1 × x8
拆分为
2 × x4

其中连接一块：

Gen5 EDSFF SSD (x4)

系统会识别：

PCIe Gen5 x4 device

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八、上电与链路状态判断

Switch板卡提供LED指示灯帮助判断链路状态。

红灯

红灯表示：

• 当前链路模式

• 设备连接状态

并非错误指示。

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蓝灯

蓝灯用于判断 PCIe Link Speed。

规则：

LED状态	含义
常亮	已达到Gen6速率
快速闪烁	Gen5
中速闪烁	Gen4
慢闪	Gen1-Gen3

通过观察LED即可快速判断链路训练结果。

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九、管理软件与调试功能

该Switch板卡提供 串口管理接口。

连接方式：

USB Type-C

通过串口管理软件输入命令即可查询设备状态。

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常用命令

1 showport

显示当前PCIe链路状态：

包括：

• Upstream连接

• Downstream端口

• Link Speed

• 最大能力

示例：

Upstream : Gen5 x16
Downstream :
  Port12 : Gen5 x4
  Port4  : Gen5 x4

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2 Status状态

端口可能显示：

Idle
Active
Degraded

含义：

状态	含义
Idle	未连接设备
Active	链路正常
Degraded	速率降级

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3 DPR模式

Switch支持 Dynamic Port Reconfiguration (DPR)。

作用：

自动拆分或合并Lane。

例如：

x8
↓
4 × x2
↓
合并为 x4

依据连接设备带宽自动调整。

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十、典型测试拓扑

例如：

Host
 │
 │ Gen5 x16
 ▼
Switch
 ├── MCIO → U.2 SSD
 ├── MCIO → M.2 SSD
 └── Slot → EDSFF SSD

系统会检测到：

3条PCIe Link

用于：

• SSD性能测试

• Link Training验证

• 协议测试

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十一、产品生态

该平台不仅包括：

• Gen5 Switch板卡

• Gen6 Switch板卡

还包括完整测试生态：

线缆

• Gen5延长线

• Gen6延长线

转接

• MCIO转U.2

• MCIO转EDSFF

• MCIO转M.2

测试板

• M.2测试卡

• U.2测试卡

• EDSFF测试卡

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十二、行业应用

此类Switch测试平台广泛用于：

SSD厂商

• NVMe SSD验证

GPU厂商

• PCIe Gen5/6兼容性

服务器厂商

• PCIe拓扑验证

芯片厂商

• Root Complex验证

• Switch验证

大型企业（如Broadcom、Micron等）通常都会使用类似平台进行测试。 

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十三、总结

PCIe Gen5/Gen6 Switch测试板卡在高速接口验证中具有重要作用。

其核心价值包括：

1 构建标准测试环境

提供Golden级信号质量。

2 支持多接口设备

通过转接支持：

• EDSFF

• U.2

• M.2

• AIC

3 提供链路管理

支持：

• LED状态指示

• 串口管理命令

• DPR动态端口配置

4 支持下一代PCIe

Gen6 Switch平台能够在缺乏Gen6 RC/EP设备时搭建验证环境。

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