PCI-E测试USB测试故障

测试系统搭建和介绍任何测试系统的搭建都是以测试目的为导向的，在测试之前一定要明确测试目的。对于完整的USB2.0信号完整性测试，需要对TX端和RX端都进行完整的测试，但是对于大多数厂商来讲，可能只能完成基本的TX端测试。我们这个测试也只对TX端进行测试，所以测试的系统就是一台示波器、DUT、测试夹具和测试线缆。

示波器：TektronixTDS7704B，带宽为7GHz，采样率为20GS/s；测试探针：TektronixP7330/P7240USB2.0testfixture；测试夹具：TDSUSBFUSB2.0ComplianceTestFixtureWithPowerAdapter；测试软件：•USBHighSpeedElectricalTestToolRev:1.10；•TDSUSB2TestPackageApplicationV3.0.2；Tektronix的USB2.0发送端一致性测试软件TDSUSB2可以支持嵌入（Embed)、去嵌入（De-embed）的功能，这对研发工程师的作用非常大。在软件中还直接内置提供Host和Device的一致性通道传递函数，可以嵌入一致性通道模型，完成对一致性测试的要求，这主要体现在包含了测试过程中加入了长通道和短通道的S参数在其中，这时不管你是做的Host端的产品还是Device端的产品，只要在测试时选择对应参数即可真实的使用情况。这样也符合一致性测试规范。 USB3.0一致性测试内容；PCI-E测试USB测试故障

USB2.0技术已被的市场接受，它将资料处理速率提升了40倍。资料处理量的增加为许多新型产品打开新天地，包括全动态视讯至辅助性的、只有钱包大小的硬盘机。但是，随着资料速率的急速升高，也出现了新的测试和量测方面的挑战。

资料速率增加40倍后虽然带来了许多好处，但也给USB2.0兼容性装置供应商带来了各种新的设计挑战。特别是在讯号品质问题方面，如电路板的布局、抖动、上升和下降时间、电磁场干扰、噪声，和接地噪声等，都已成为需待解决的设计问题。保持讯号质量是保证USB2.0装置合乎规格，并获得USB2.0「认证」标志的关键之一。讯号质量测试包括:⚫眼图测试⚫信号速率⚫数据包结束宽度⚫交叉电压范围（适用于低速和全速）⚫JK抖动⚫KJ抖动⚫连续抖动⚫单调测试（适用于高速）⚫涨落时间 PCI-E测试USB测试故障USB2.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；

Type - C的接口是双面的，也就是同 一 时刻只有TX1+/TX1 一 或者TX2+/TX2 - 引脚上会有USB3 . 1信号输出，至于哪 一面有信号输出，取决于插入的方向。如图3 . 18所 示，默认情况下DFP设备在CC引脚上有上拉电阻Rp,UFP设备在CC引脚上有下拉电阻 Ra,根据插入的电缆方向不同，只有CCl或者CC2会有连接，通过检测CCl或者CC2上的 电压变化，DFP和UFP设备就能感知到对端的插入从而启动协商过程。

信号质量的测试过程中，由于被测件连接的是测试夹具，并没有真实地对端设备插入，这就需要人为在测试夹具上模拟电阻的上下拉来欺骗被测件输出信号

基于Type-C接口还可以更好地支持Power Delivery技术，以实现更智能强大的 充电能力。即插即用、数据传输与充电合一是USB接口的一个重要特征。在USB2.0时 代，USB接口可以支持2.5W的供电能力(5V/500mA),到USB3.0时代提高到了4.5W (5V/900mA),但这样的供电能力对于笔记本或者一些稍大点的电器都是不够的。由于一 些产品的质量问题，也出现过充电过程中起火烧毁的事故。为了支持更强大的充电能力，同 时避免安全隐患，USB3.1标准中引入了Power Delivery协议(即PD协议),一方面允许更 大范围的供电能力(比如5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A),另一方 面要通过CC线进行PD的协商以了解线缆和对端支持的供电能力，只有协商成功后才允 许提供更高的电压或工作电流。图3. 16展示了PD协议中定义的不同等级的供电能力 标准。发送信号的测试USB需要的要求；

另外，由于5Gbps或10Gbps的信号经过长电缆和PCB传输以后有可能眼图就无法张开了，所以在芯片接收端内部会提供CTLE(连续时间线性均衡)功能以补偿高频损耗，因此测试时示波器的测试软件也要能支持CTLE才能模拟出接收端对信号均衡以后的真实的结果。图3.6是在USB3.2的规范中，分别对于Genl的5Gbps信号和Gen2的10Gbps信号CTLE的均衡器的定义。

以下是USB3.x的信号测试方法相对于USB2.0的区别：

(1)示波器的测试点在一致性电缆(compliancecable)和一致性电路板(complianceboard)之后。而以前的测试是在发送端的连接器处(如USB2.0)。

(2)后处理需要使用CTLE均衡器，在均衡器后观察和分析眼图及其参数。

(3)需要连续测量1M个UI(比特间隔)。

(4)需要计算基于1.0×10-12误码率的DJ、RJ和TJ。 USB 3.2 & 2.0 兼容性测试；眼图测试USB测试DDR测试

USB3.0信号测试软件物理层接收端的测试方法；PCI-E测试USB测试故障

3.USB4.0回波损耗测试高速串行信号传输速率越高，信号的射频微波化趋势就越明显，20Gb/s的数字信号的Nyquist频率已经高达10GHz。这种情况下，测试信号的时域指标已经越来越难以保证信号的质量；因此从Thunderbolt3.0开始，发送端在正常传输数据时的回波损耗测试也变成了一个必须的测试项目，USB4.0当然也不例外。USB4.0定义了发送端和接收端差分回波损耗及共模回波损耗四个测试项目。

USB4.0 回波损耗测试的实际连接和结果示意图。它需要 一台至少 20GHz 带宽、带 TDR 选件的网络分析仪，  同时被测体通 过 USB4ETT 软件和 USB4.0 Microcontroller 产生 PRBS31 的测试码型。 是德科技提供详细的操作步骤和网络分析仪设定文件 (State File) 供大家参考。 PCI-E测试USB测试故障