福建信息化USB测试

USB测试

由 于 U S B 4 . 0 的 发 送 端 和 接 收 端 非 常 复 杂 ， 且 要 根 据 实 际 链 路 质 量 进 行 协 商 和 调 整 。 为 了 方 便 进 行 链 路 协 商 的 信 息 交 互 ， U S B 4 . 0 还 提 供 了 额 外 的 边 带 通 道 ( S i d e b a n d  C h a n n e l ) 。 边 带 通 道 借 助 于T y p e - C接 口 的S B U 1     和 S B U 2 信 号 ， 并 重 新 定 义 成 S B T X 和  S B R X , 用 这 两 个 引 脚 实 现 双 向 的 信 息 交 互 。 边 带 通 道 上 传 输 的 是 1 M b p s 数 据 速 率 的 低 速  信 号 ， 可 以 用 来 进 行 链 路 上 设 备 和 R e t i m e r 的 管 理 ， 包 括 链 路 初 始 化 、 链 路 使 能 、 断 开 连 接 、 休眠管理 、 链路均衡等 。

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USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0每一代的数据速率都有非 常大的提升。需要注意的是，在USB3.1规范推出后，之前USB3.0中定义的5Gbps速被称为Genl速率，新定义的10Gbps被称为Gen2速率。而在2019年发布的USB4.0规范中，新增的20Gbps速率被称为Gen3速率。

USB3.0和之后的标准都采用了双总线架构(图3.1),即在USB2.0的基础上增加了超高速总线部分。超高速总线的信号速率达到5Gbps、10Gbps甚至20Gbps,采用全双工方式工作。以PC上普遍使用的Type-A连接器为例，为了支持更高速率的信号传输，就在原有USB2.0的4根线(Vbus、Gnd、D+、D-)基础上新增加了5根信号线，包括2对差分线和1根屏蔽地线(如果是Type-C连接器则增加更多)。原来的4根线完全兼容原来的USB2.0设备；新增的这两对差分线采用全双工作模式，一对线负责发送，另一对线负责接收，发送和接收都可实现5Gbps或以上速率的数据传输。

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 福建信息化USB测试USB3.0一致性测试内容；

根据应用场景的不同，这个“Long Channel”的定义也不同。比如对于 A型接口5Gbps速率的主机的测试，它模拟的是3m长电缆+5英寸PCB走线的影响；对 于B型接口外设的测试，它模拟的是3m长电缆+11英寸PCB走线的影响。因此，USB3.x 的信号质量测试中，5Gbps速率下不同设备类型或者接口类型下嵌入的参考通道模型可能 不一样，测试结果也就可能不一样。但对于10Gbps信号来说，由于USB协会定义的主机 和外设端允许的通道损耗是对称的(都是8.5dB),所以对于主机和外设的测试来说，其嵌入 的通道模型就是一样的。

自1995年USB1 .0 的规范发布以来， USB(Universal Serial Bus)接口标准经过了20多  年的持续发展和更新，已经成为PC和外设连接使用的接口。USB历经了多年的发 展，从代的USB1 .0低速(Low Speed) 、USB1 . 1全速(Full Speed)标准，逐渐演进到第 2代的USB2 .0高速(High Speed)标准和第3代的USB3 .0超高速(Super Speed)标准。这   些标准目前都已经得到的应用。

后来，为了应对eSATA 、ThunderBolt等标准对USB标准的威胁， USB协会又分别在  2013年和2017年发布了USB3. 1及USB3.2的标准。在USB3. 1标准中新定义了10Gbps 速率以及对Type-C接口的支持；在USB3.2标准中，又基于Type-C接口提供了对X2模 式的支持，可以通过收发方向各捆绑2条10Gbps的链路实现20Gbps的数据传输。而新 的USB4.0标准已经于2019年发布，可以通过捆绑2条20Gbps的链路实现40Gbps的接 口速率。表3. 1是USB各代总线的技术对比。

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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 USB2.0一致性测试环和报告解读；

需要 指出的是在 TP3(Case 2) 远端 校准时，   除了 Type-C cable 外， 还 需要 ISI boards，   利用 网 络 分 析 实测，   保 证 ISI boards+Type-C cable+Test fixture 整个测试链路的插入损耗满足 18-19 dB at 5GHz for Gen 2 (10Gbps) 和 16-17 dB at 10GHz for Gen 3 (20Gbps) 的要求。

同时，  是德科技提供 N5991U40A USB4.0 全自动化接收端软件，  帮 助客户非常方便的控制示波器对误码仪输出的加压信号进行校 准，  通过 USB4.0 Microcontroller 和 USB4ETT 软件读取误码测试时误 码仪和被测芯片 Preset 和链路协商过程、以及的误码测试结 果，  生成完整的测试报告。 USB主机的低速和全速信号质量测试时的连接；智能化多端口矩阵测试USB测试产品介绍

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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。 福建信息化USB测试