智能化多端口矩陣測(cè)試USB測(cè)試一致性測(cè)試

USB4.0 的 規(guī)范 是 2021 年 5 月份發(fā) 布 的 ”USB4 Specification Version 1.0 with Errata and ECN through Oct. 15, 2020”；測(cè) 試 規(guī) 范 是 2021 年 7 月 份 發(fā) 布的 ”USB4 Electrical Compliance Test Specification V1.02”。

因?yàn)?USB4.0 需要支持有源電纜和無(wú)源電纜兩種應(yīng)用場(chǎng)景，  針對(duì) 的測(cè)試點(diǎn)分別是 TP2 和TP3，  即通俗講的近端測(cè)試和遠(yuǎn)端測(cè)試。 在進(jìn)行遠(yuǎn)端測(cè)試時(shí)，需要考慮無(wú)源電纜的影響。因?yàn)橐桓鶎?shí)體的 無(wú)源電纜很難完整的表征所有惡劣的場(chǎng)景，  包括插入損耗、回 波損耗、串?dāng)_等，為了保證測(cè)試的一致性和可重復(fù)性，發(fā)動(dòng)端測(cè) 試都是用軟件的算法，  利用示波器嵌入 S 參數(shù) / 傳遞函數(shù)的方式， 實(shí)現(xiàn)參考鏈路的模擬。同時(shí)，  為了保證測(cè)試精度，  USB4.0 要求示 波器在進(jìn)行信號(hào)捕獲前，需要通過(guò)去嵌 (De-embedded) 的方式去除 測(cè)試電纜的影響。 USB3.0發(fā)送信號(hào)測(cè)試時(shí)要求有那些？智能化多端口矩陣測(cè)試USB測(cè)試一致性測(cè)試

此外，在USB4中，我們要參考路由器主機(jī)或路由器設(shè)備組件通道預(yù)算。利好是我們?cè)趫?zhí)行USB4一致性測(cè)試時(shí)（其在TP2和TP3測(cè)試點(diǎn)上執(zhí)行），TP2和TP3測(cè)試點(diǎn)的連接或設(shè)置仍是一樣的。新的測(cè)試要求和挑戰(zhàn)USB4中出現(xiàn)了許多新的測(cè)試要求，同時(shí)帶來(lái)了需要解決的對(duì)應(yīng)的測(cè)試挑戰(zhàn)。第一步是發(fā)射機(jī)預(yù)置校準(zhǔn)(Transmitter Present Calibration),這是發(fā)射機(jī)測(cè)試的前提步驟。在這一測(cè)試中，我們捕獲全部16個(gè)預(yù)置波形，然后測(cè)量數(shù)據(jù)確定性抖動(dòng) (DDJ)。在USB4中，在通路初始化過(guò)程中，接收機(jī)會(huì)請(qǐng)求改變預(yù)置值，對(duì)被測(cè)參數(shù)可能并不會(huì)使用比較好的預(yù)置值。因此，比較好先驗(yàn)證和測(cè)量所有其他預(yù)置值，然后再執(zhí)行發(fā)射機(jī)測(cè)試。智能化多端口矩陣測(cè)試USB測(cè)試一致性測(cè)試USB3.0測(cè)試信號(hào)的波形；

另外，由于5Gbps或10Gbps的信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)電纜和PCB傳輸以后有可能眼圖就無(wú)法張開(kāi)了，所以在芯片接收端內(nèi)部會(huì)提供CTLE(連續(xù)時(shí)間線性均衡)功能以補(bǔ)償高頻損耗，因此測(cè)試時(shí)示波器的測(cè)試軟件也要能支持CTLE才能模擬出接收端對(duì)信號(hào)均衡以后的真實(shí)的結(jié)果。圖3.6是在USB3.2的規(guī)范中，分別對(duì)于Genl的5Gbps信號(hào)和Gen2的10Gbps信號(hào)CTLE的均衡器的定義。

以下是USB3.x的信號(hào)測(cè)試方法相對(duì)于USB2.0的區(qū)別：

(1)示波器的測(cè)試點(diǎn)在一致性電纜(compliancecable)和一致性電路板(complianceboard)之后。而以前的測(cè)試是在發(fā)送端的連接器處(如USB2.0)。

(2)后處理需要使用CTLE均衡器，在均衡器后觀察和分析眼圖及其參數(shù)。

(3)需要連續(xù)測(cè)量1M個(gè)UI(比特間隔)。

(4)需要計(jì)算基于1.0×10-12誤碼率的DJ、RJ和TJ。

2.USB4.0接收端測(cè)試下圖是USB4.0接收端測(cè)試的連接示意圖。同樣的，和其他的高速串行總線接口接收端一致性測(cè)試方案類似，USB4.0接收端測(cè)試也是由誤碼儀、夾具、低損耗相位匹配電纜等組成。這個(gè)方案和傳統(tǒng)的USB3.2、PCIEG5/4等一致性測(cè)試方案相比的不同是，USB4.0接收端測(cè)試只需要誤碼儀的碼型產(chǎn)生單元，誤碼比較單元在被測(cè)芯片內(nèi)部，控制電腦運(yùn)行USB4ETT軟件，通過(guò)Microcontroller讀取誤碼測(cè)試時(shí)Bert和USB4.0芯片Preset和鏈路協(xié)商過(guò)程、以及的誤碼測(cè)試結(jié)果。另外，還需要一個(gè)微波信號(hào)源，產(chǎn)生一個(gè)400MHz的AC共模干擾。是德科技提供基于M8020A誤碼儀+M8062A32GbpsMUX或者M(jìn)8040A32/64Gbaud誤碼儀兩套方案，供客戶靈活選擇。USB3.0一致性測(cè)試內(nèi)容；

為了模擬傳輸通道對(duì)信號(hào)的影響，USB協(xié)會(huì)提供了相應(yīng)的測(cè)試夾具。每套測(cè)試夾具由 很多塊組成，可以模擬相應(yīng)的PCB走線并在中間插入測(cè)試電纜。這些測(cè)試夾具通過(guò)組合可 以進(jìn)行發(fā)送信號(hào)質(zhì)量的測(cè)試，也可以進(jìn)行接收容限的測(cè)試，或者進(jìn)行接收容限測(cè)試前的校 準(zhǔn)。圖3 .4是USB協(xié)會(huì)提供的針對(duì)10Gbps的A型接口主機(jī)及Micro-B型接口外設(shè)的測(cè) 試夾具。

除了使用真實(shí)的測(cè)試夾具和電纜來(lái)模擬傳輸通道對(duì)信號(hào)的影響外，實(shí)際測(cè)試中還可以 用示波器的S參數(shù)嵌入功能來(lái)模擬加入傳輸通道影響，這樣可以簡(jiǎn)化測(cè)試連接，也避免了 夾具反復(fù)插拔造成的特性變化。圖3.5是使用夾具直接引出信號(hào)，并通過(guò)示波器中的S參 數(shù)嵌入功能進(jìn)行通道嵌入的典型的USB3.0的信號(hào)質(zhì)量測(cè)試環(huán)境。 USB接口可靠性測(cè)試方法；智能化多端口矩陣測(cè)試USB測(cè)試一致性測(cè)試

USB3.0信號(hào)測(cè)試方法定義？智能化多端口矩陣測(cè)試USB測(cè)試一致性測(cè)試

USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0每一代的數(shù)據(jù)速率都有非 常大的提升。需要注意的是，在USB3.1規(guī)范推出后，之前USB3.0中定義的5Gbps速被稱為Genl速率，新定義的10Gbps被稱為Gen2速率。而在2019年發(fā)布的USB4.0規(guī)范中，新增的20Gbps速率被稱為Gen3速率。

USB3.0和之后的標(biāo)準(zhǔn)都采用了雙總線架構(gòu)(圖3.1),即在USB2.0的基礎(chǔ)上增加了超高速總線部分。超高速總線的信號(hào)速率達(dá)到5Gbps、10Gbps甚至20Gbps,采用全雙工方式工作。以PC上普遍使用的Type-A連接器為例，為了支持更高速率的信號(hào)傳輸，就在原有USB2.0的4根線(Vbus、Gnd、D+、D-)基礎(chǔ)上新增加了5根信號(hào)線，包括2對(duì)差分線和1根屏蔽地線(如果是Type-C連接器則增加更多)。原來(lái)的4根線完全兼容原來(lái)的USB2.0設(shè)備；新增的這兩對(duì)差分線采用全雙工作模式，一對(duì)線負(fù)責(zé)發(fā)送，另一對(duì)線負(fù)責(zé)接收，發(fā)送和接收都可實(shí)現(xiàn)5Gbps或以上速率的數(shù)據(jù)傳輸。

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