良好的準備是成功的一半

近期推出的COM-HPC新標準是面向模塊化高端邊緣服務器。該標準的速度相比 COM Express顯著提升且接口增加近雙倍，因此，對載板設計的要求也急劇提升。開發者們該作何準備以應對全新挑戰？

2019年末，PICMG COM-HPC技術子委員會批準了全新高性能嵌入式計算機模塊規格的引腳分配。該標準已于2020年正式通過審批，首個模塊也正式發布。系統開發者紛紛開始制定初版載板設計并同步準備第一批印制電路板，希望能與英特爾(Intel)和AMD的下一款嵌入式服務器處理器同期發布自己的解決方案。但與日俱增的連接器高速接口密度對載板開發者們（尤其是在信號合規領域）提出了前所未有的挑戰。

最新端口

兩個400引腳的連接器可提供時鐘速率高達25Gb/秒的接口且支持PCIe Gen4和Gen5，而每代新的PCIe都可通過雙倍的傳輸速率提升性能。雖然PCIe Gen3.0的傳輸速率僅為每秒8GT（8 GT/秒），而PCIe Gen4和PCIe Gen5的傳輸速率則分別高達16 GT/秒和32 GT/秒。然而近期發布的PCIe Gen6初步細節并未表明其時鐘速率有所更改，因此于此情況下運用4電平脈沖幅度調制（PAM4），可使單位時鐘的傳輸量從1比特提升至2比特。由于COM-HPC采用了優化后的56 Gbps 4電平脈沖幅度調制指定連接器，很有可能支持PCIe Gen6帶來的技術飛躍。

主要挑戰

統計數據表明，開發者僅為12.5%的帶寬（COM-HPC最大帶寬的八分之一）增加做好了應對準備，這僅就PCIe而言是一個巨大的學習曲線。當然，PCIe Gen6仍是一個遙遠的概念且首個系列產品還需多年時間才可上市，但當前的技術飛躍已是艱巨的挑戰：從PCIe Gen3 到下一代PCIe Gen4 性能提升了100%，從USB 3.2 Gen2（原USB 3.1 Gen2或SuperSpeed+）到下一代USB 4.0（40GB/s）性能提升了400%，而從10 GbE 到 25 GbE則使性能提升了150%。開發者必須做好萬全準備的理由可見一斑。早期符合性測試是確保最終解決方案在測試與實際使用中，都能無瑕運行的一項重要因素。即使設計本身遵守了經過認證的射頻、布局安排也能達到最佳的信號質量，但只有通過綜合全面的符合性測試才能顯露出應用中存在的關鍵異常。

統計分布與偶發錯誤

超越符合性邊界的系統運行很有可能遭遇意外的停運問題。雖然這類系統在大部分時候運轉正常，但在實際使用中可能因外部組件因素而產生故障，而過往經驗證明此類難以分析且非常嚴重的偶發錯誤往往產生高昂代價。除了通過EMC符合性測試以確保其不超過設定輻射水平之外........