信号完整性测试USB物理层测试检查

每一代USB新的标准推出，都考虑到了对前一代的兼容能力，但是一些新的特性可能只能在新的技术下支持。比如USB3.2的X2模式、USB4.0的20Gbps速率、更强的供电能力及对多协议的支持等，都只能在新型的Type-C连接器上实现。由于USB总线的信号速率已经很高，且链路损耗和链路组合的情况非常复杂，所以给设计和测试验证工作带来了挑战，对于测试仪器的功能和性能要求也与传统的USB2.0差别很大。下面将详细介绍其相关的电气性能测试方法。由于涉及的标准众多，为了避免混淆，我们将把USB3.0、USB3.1、USB3.2标准统称为USB3.x,并与USB4.0标准分开介绍。USB物理层测试是否包括数据完整性验证？信号完整性测试USB物理层测试检查

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。信号完整性测试USB物理层测试检查USB物理层测试是否需要特定的测试环境？

（1）速度快：接口的传输速度高达480 Mbit／s，完全能满足高速数据交换的要求；  （2）连接简单快捷：所有的 USB设备利用通用的连接器，无需打开主机机箱就可简单方便地连人计算机，实现热拔插；  （3）无需外接电源：USB电源向低压设备提供 5V电源；  （4）有不同的带宽和连接距离：USB 2．0提供全速与高速 2种传输数率规格，使用户有足够的带宽供新的外设使用；  （5）良好的兼容性：系统检测到 1．1版本的接口类型时，会自动按照 12 Mbit／s的速度传输 ，而其他采用2．0版本的外设还是能以2．0所规定的速率传输。

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。如何测试USB连接线的质量？

USB测试USB3.x的接收容限测试USB3.x规范除了对发送端的信号质量有要求外，对于接收端也有一定的抖动容限要求。接收抖动容限的测试方法在被测件环回(loopback)模式下进行误码率测量，即用高性能误码仪(BERT)的码型发生部分产生精确可控的带抖动的信号，通过测试夹具送给被测件的接收端，被测件再把接收到的数据环回后通过其Tx送回误码仪，由误码仪测量环回来的数据的误码率。USB3.x测试规范对于接收容限的测试原理。

克劳德高速数字信号测试实验室

地址：深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 如何测试USB接口的传输线路的串扰程度？辽宁USB物理层测试芯片测试

如何测试USB接口的连接稳定性？信号完整性测试USB物理层测试检查

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USB4.0Microcontroller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(StateFile)供大家参考。信号完整性测试USB物理层测试检查