随着电子设备对数据高速传输需求的增长,各种高性能串行总线得以不断发展和进步。针对应用极其广泛的PCI-E高速协议总线和接口的测试也被逐渐统一和规范化。PCI-E的测试包括上层协议测试和信号质量测试两大部分。本文从技术实现原理上研究了PCI-E上层协议测试中所用到的测试探头以及PCI-E信号质量测试中所用到的测试夹具,并基于FPGA设计实现了一种能够进行PCI-E信号质量测试的协议信号测试装置,能产生并发送符合PCI-E2.0协议规范的数据流。本论文主要工作如下:1.分析了协议测试探头和信号质量测试夹具的工作原理,对中继式测试探头所用到的信号均衡技术、接收端检测原理以及监听式测试探头中阻抗变换电路的作用及其设计难点进行了研究,并结合PCI-E底层LTSSM,对测试夹具的设计、实现原理进行了探讨,分析得出利用FPGA实现PCI-E协议信号测试装置的整体方案。2.在FPGA中完成了由PCI-E协议数据产生模块、CRC校验算法模块、数据包装配模块、时钟配置模块、GTX收发器等组成的PCI-E数据流产生发送部分,理论推导设计了16bit并行扰码算法;完成了PRBS7发生模块、误码率检测模块的代码逻辑设计;完成了整体方案中由数字信号调理模块、电源模块、SMA测试接口、信号回环电路组成的高速信号调理以及信号质量验证部分的原理图和高速PCB设计。3.对本方案进行实际测试与分析,最终满足预期的性能指标:串行发送速率5Gbps、数据编码模式8b/10b、可用通道数4、输出差分信号单端峰-峰值位于50～600m V之间、上升时间小于70ps、共模电压<150m V、输出信号总抖动TTJ<77ps、确定性抖动TDJ<57ps、通过设计控制输出阻抗50Ω。最终,本方案能够发送涵盖PCI-E协议规范中所有关键信息字段的5种TLP,3种DLLP以及4种PLP的PCI-E数据包类型。