USB4.0的發(fā)送端信號質(zhì)量測試

在 發(fā) 送 端 測 試 中 ， 需 要 用 U S B 4 . 0 的 測 試 夾 具 在 T P 2 點 ( 即 T y p e - C 的 輸 出 接 口 ) 把 被 測 信 號 引 出 ， 并 接 入 示 波 器 測 試 ， 測 試 中 示 波 器 會 通 過 軟 件 嵌 入 傳 輸 通 道 ( 對 G e n 2 速 率 是 嵌 入 2 m 電 纜 ， 對 G e n 3 速 率 是 嵌 入 0 . 8 m 電 纜 ) 的 影 響 ， 并 用 模 仿 接 收 端 的 均 衡 器 對 信 號 均 衡 后 再 進(jìn) 行 眼 圖 相 關(guān) 參 數(shù) 的 測 試 。 U S B 4 . 0 的 數(shù) 據(jù) 速 率 很 高 ， 對 于 G e n 2 速 率 的 主 機 和 外 設(shè) 測 試 來 說 ， 測 試 規(guī) 范 建 議 使 用 至 少 1 6 G H z 帶 寬 的 示 波 器 ； 對 于 G e n 3 速 率 的 主 機 和 外 設(shè) 測 試 來 說 ， 測 試 規(guī) 范 建 議 使 用 至 少 2 1 G H z 帶 寬 的 示 波 器 。 圖 3 . 3 2 是 典 型 U S B 4 . 0 的 發(fā) 送 端 信 號 質(zhì) 量 測 試 環(huán) 境 ， 測 試 中 通 過 測 試 夾 具 連 接 被 測 件 和 示 波 器 ， 并 通 過 U S B 4 的 控 制 器 控 制 被測件發(fā)出不同的預(yù)加重的測試碼型 。 USB3.0信號質(zhì)量測試中的測試碼型和LFPS信號？USB測試熱線

自1995年USB1 .0 的規(guī)范發(fā)布以來， USB(Universal Serial Bus)接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了20多  年的持續(xù)發(fā)展和更新，已經(jīng)成為PC和外設(shè)連接使用的接口。USB歷經(jīng)了多年的發(fā) 展，從代的USB1 .0低速(Low Speed) 、USB1 . 1全速(Full Speed)標(biāo)準(zhǔn)，逐漸演進(jìn)到第 2代的USB2 .0高速(High Speed)標(biāo)準(zhǔn)和第3代的USB3 .0超高速(Super Speed)標(biāo)準(zhǔn)。這   些標(biāo)準(zhǔn)目前都已經(jīng)得到的應(yīng)用。

后來，為了應(yīng)對eSATA 、ThunderBolt等標(biāo)準(zhǔn)對USB標(biāo)準(zhǔn)的威脅， USB協(xié)會又分別在  2013年和2017年發(fā)布了USB3. 1及USB3.2的標(biāo)準(zhǔn)。在USB3. 1標(biāo)準(zhǔn)中新定義了10Gbps 速率以及對Type-C接口的支持；在USB3.2標(biāo)準(zhǔn)中，又基于Type-C接口提供了對X2模 式的支持，可以通過收發(fā)方向各捆綁2條10Gbps的鏈路實現(xiàn)20Gbps的數(shù)據(jù)傳輸。而新 的USB4.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)于2019年發(fā)布，可以通過捆綁2條20Gbps的鏈路實現(xiàn)40Gbps的接 口速率。表3. 1是USB各代總線的技術(shù)對比。

克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室

地    址： 深圳市南山區(qū)南頭街道中祥路8號君翔達(dá)大廈A棟2樓H區(qū) USB測試熱線克勞德示波器USB2.0測試方案；

對于捕獲到的數(shù)據(jù)波形的分析，可以使用USB協(xié)會提供的Sigtest軟件或者示波 器廠商的自動測試軟件。Sigtest是USB協(xié)會提供的進(jìn)行USB3.0等總線分析的官方分析 軟件，但是需要用戶手動捕獲碼型、切換碼型、進(jìn)行示波器觸發(fā)設(shè)置等，操作比較煩瑣，且設(shè) 置不對可能影響捕獲的波形或分析的結(jié)果。

由于USB3.x的測試涉及被測件類型、速率、均衡器、測試腳本調(diào)用、傳輸通道設(shè)置等非 常多的因素，而且不同的測試項目需要在不同的測試碼型下進(jìn)行，設(shè)置不當(dāng)可能測試結(jié)果完 全不對，所以 一般建議使用用的自動測試軟件配合示波器進(jìn)行測試。圖3 . 7是在示波器 中安裝的USB3 . x自動測試軟件的設(shè)置界面。通常用戶只需根據(jù)設(shè)置向?qū)нx擇相應(yīng)的測試項目，然后按照向?qū)нB接DUT并把DUT設(shè)置成正確的模式即可自動運行測試，軟件會自 動捕獲波形并測試生成html格式的測試報告。測試軟件中還會自動調(diào)用設(shè)置好的通道模 型和均衡器，以及內(nèi)置的USB協(xié)會發(fā)布的SigTest腳本，從而簡化了手動操作，并可以 保證測試算法完全符合USB協(xié)會對信號分析的要求。

3.USB4.0回波損耗測試高速串行信號傳輸速率越高，信號的射頻微波化趨勢就越明顯，20Gb/s的數(shù)字信號的Nyquist頻率已經(jīng)高達(dá)10GHz。這種情況下，測試信號的時域指標(biāo)已經(jīng)越來越難以保證信號的質(zhì)量；因此從Thunderbolt3.0開始，發(fā)送端在正常傳輸數(shù)據(jù)時的回波損耗測試也變成了一個必須的測試項目，USB4.0當(dāng)然也不例外。USB4.0定義了發(fā)送端和接收端差分回波損耗及共模回波損耗四個測試項目。

USB4.0 回波損耗測試的實際連接和結(jié)果示意圖。它需要 一臺至少 20GHz 帶寬、帶 TDR 選件的網(wǎng)絡(luò)分析儀，  同時被測體通 過 USB4ETT 軟件和 USB4.0 Microcontroller 產(chǎn)生 PRBS31 的測試碼型。 是德科技提供詳細(xì)的操作步驟和網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)定文件 (State File) 供大家參考。 克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室USB 3.2 & 2.0測試；

第二項測試是發(fā)射機均衡測試，這項測試也與USB4預(yù)置值有關(guān)。這項測試的目標(biāo)，是確保發(fā)射機均衡落在規(guī)范的極限范圍內(nèi)。新USB4方法要求每個預(yù)置值3個波形，而PCIe Gen 3/4則要求一個波形。現(xiàn)在一共需要48個波形，因此耗時很長！

USB4中接收機測試和校準(zhǔn)變化現(xiàn)在我們討論一下USB4中接收機測試和校準(zhǔn)有哪些變化。首先，USB4必需對全部5個SJ頻率執(zhí)行接收機校準(zhǔn)。這較USB3.2接收機校準(zhǔn)變化很大，在USB3.2中我們只在100MHzSJ頻率執(zhí)行校準(zhǔn)，然后使用相同的壓力眼圖校準(zhǔn)進(jìn)行接收機測試。USB4還有兩種測試情況，我們需要進(jìn)行自動調(diào)諧或精調(diào)，來滿足壓力眼圖或總抖動目標(biāo)。情況1是低插損(短通道)，情況2是比較大插損(長通道)，這也要耗費很長時間。下一步是USB4接收機測試，或者我們怎樣運行傳統(tǒng)抖動容差測試。抖動容差測試的目標(biāo)之一，是掃描SJ或幅度，找到邊界，或者找到哪里開始出現(xiàn)誤碼。為了執(zhí)行這項測試，我們需要先使用邊帶通道初始化鏈路，然后開始BER測試。然后我們要一直監(jiān)測誤碼，因為USB4現(xiàn)在采用機載誤碼計數(shù)器，而不是BERT上的傳統(tǒng)誤碼檢測器。這個過程涉及到多個步驟。 USB3.0的總線架構(gòu)展示？USB測試熱線

發(fā)送信號的測試USB需要的要求；USB測試熱線

我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫腢SB。其中USB2.0應(yīng)用較為，U盤硬盤數(shù)據(jù)線，相機掃描儀存儲器等。這些都與我們的生活息息相關(guān)，為保證其質(zhì)量與可靠性，在大規(guī)模生產(chǎn)前都需進(jìn)行功能及安全測試。其中難免出現(xiàn)連接兼容性、傳輸中斷、文件傳輸錯誤等問題，這些看似很小的問題也許會造成客戶對廠商的信任急劇降低，這樣就得不償失了。其實這些都能在研發(fā)過程中可以避免，也就是通過信號完整性測試去檢驗它，下面我們簡單的了解一下它。USB2.0是一種串行總線，使用四條線-VBUS、D-、D+和接地。D-和D+傳送資料。VBus為來自主機(Host)或集線器(hub)的電源。USB測試熱線

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