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 usb2.0协议层调试方法?北京USB测试

由于数据速率提升,能够支持的电缆长度也会缩短。比如USB2.0电缆长度能够达到5m,USB3.0接口支持的电缆长度在5Gbps速率下可以达到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源电缆技术只能达到1m。USB4.0标准中通过提升芯片性能,在10Gbps速率下可以支持2m的电缆传输,而在20Gbps速率下也能支持0.8m的无源电缆。随着新的更高速率接口的产生,原有的USB连接器技术也在不断改进。图3.2是一些类型的USB2.0和USB3.0连接器类型。其中,Type-C是随着USB3.x标准推出的新型高性能连接器,也可以向下兼容提供USB2.0的连接。
对于不同类型连接器的主机、设备、电缆来说,其传输通道损耗的要求也不一样。图3.3 是USB3. 1标准中各种速率和接口类型组合对于链路损耗的要求(损耗值对应的是Nyquist 频点,即信号数据速率的1/2频率处),在具体电路设计和测试中可以参考。 北京USB测试USB2.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;

针对某特定讯号速度(低速、全速或高速)先选择需进行的量测项目,然后根据层(即DUT的连接层)、测试点(DUT的测试点-近端或远程)以及传输方向(上传或下传测试)设定应用程序,如图所示。在完成了这两步之后,使用者即可执行自动量测了。接着就是设置DUT类型、速率、夹具和测试分析模式,由于DUT是device,所以在Device一栏选择Device;USB2.0的速率为7G;测试的夹具分为了两类,一类是USB-IF协会的,另一类就是Tektronix的,在这里选择的是Tektronix的测试夹具;另外一个非常关键的点就是TestMethod,是否选用USB-IFSigTest的分析方法,通常,我们会选择使用;选择参考时钟,一般高速串行信号都会选用SSC模式;还要根据产品使用。
对于捕获到的数据波形的分析,可以使用USB协会提供的Sigtest软件或者示波 器厂商的自动测试软件。Sigtest是USB协会提供的进行USB3.0等总线分析的官方分析 软件,但是需要用户手动捕获码型、切换码型、进行示波器触发设置等,操作比较烦琐,且设 置不对可能影响捕获的波形或分析的结果。
由于USB3.x的测试涉及被测件类型、速率、均衡器、测试脚本调用、传输通道设置等非 常多的因素,而且不同的测试项目需要在不同的测试码型下进行,设置不当可能测试结果完 全不对,所以 一般建议使用用的自动测试软件配合示波器进行测试。图3 . 7是在示波器 中安装的USB3 . x自动测试软件的设置界面。通常用户只需根据设置向导选择相应的测试项目,然后按照向导连接DUT并把DUT设置成正确的模式即可自动运行测试,软件会自 动捕获波形并测试生成html格式的测试报告。测试软件中还会自动调用设置好的通道模 型和均衡器,以及内置的USB协会发布的SigTest脚本,从而简化了手动操作,并可以 保证测试算法完全符合USB协会对信号分析的要求。 USB2.0一致性测试数据;

c)EqualizationCalibration针对无源电缆的应用场景,USB的发送端测试点在TP3。示波器在进行信号质量分析前,需要模拟真实device,引入一个参考均衡算法,减轻有损电缆对信号质量的恶化。USB4.0定义了这种参考均衡算法可以有多种不同的连续时间线性均衡(CTLE:Continuous-Time-Linear-Equalizer)和判决反馈均衡(DFE:Decision-Feedback-Equalizer)组成。在做TP3测试前,需要sweep这些组合,找到能提供眼图面积(如果面积相等,参考眼高)的算法,以此为基础,得到TP3相关的测试结果。
d)USB4.0抖动分离为了更好表征高达20Gbps的USB4.0信号质量,不同于USB3.2测试Tj,Rj和Dj三个抖动指标,USB4.0定义了严格的TJ,UDJ,DDJ,LPUDJ,DCD等抖动指标,并且对每个指标如何做抖动分离、如何测量做了详细的规定。 USB3.0的自动测试软件;北京USB测试
USB3.0信号质量测试中的测试码型和LFPS信号?北京USB测试
第二项测试是发射机均衡测试,这项测试也与USB4预置值有关。这项测试的目标,是确保发射机均衡落在规范的极限范围内。新USB4方法要求每个预置值3个波形,而PCIe Gen 3/4则要求一个波形。现在一共需要48个波形,因此耗时很长!
USB4中接收机测试和校准变化现在我们讨论一下USB4中接收机测试和校准有哪些变化。首先,USB4必需对全部5个SJ频率执行接收机校准。这较USB3.2接收机校准变化很大,在USB3.2中我们只在100MHzSJ频率执行校准,然后使用相同的压力眼图校准进行接收机测试。USB4还有两种测试情况,我们需要进行自动调谐或精调,来满足压力眼图或总抖动目标。情况1是低插损(短通道),情况2是比较大插损(长通道),这也要耗费很长时间。下一步是USB4接收机测试,或者我们怎样运行传统抖动容差测试。抖动容差测试的目标之一,是扫描SJ或幅度,找到边界,或者找到哪里开始出现误码。为了执行这项测试,我们需要先使用边带通道初始化链路,然后开始BER测试。然后我们要一直监测误码,因为USB4现在采用机载误码计数器,而不是BERT上的传统误码检测器。这个过程涉及到多个步骤。 北京USB测试
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...