信息化USB测试

USB测试

这个测试对于激励源即误码仪的码型发生部分的要求很高。首先，其要能产生高质量 的高速数据流，码型发生器固有抖动要非常小才不会影响正常的抖动容限测试；其次，要能 在数据流调制上幅度、频率精确可控的抖动分量。抖动分量中除了要有随机抖动外，还要有 不同频率和幅度的周期抖动，图3.22是对接收容限测试中需要添加的各种抖动分量以及信 号幅度、预加重的要求。测试要在多种频率的周期抖动条件下进行并保证在所有情况下误 码率都小于1.0×10- 12

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 USB3.0信号测试软件物理层接收端的测试方法；信息化USB测试

USB4.0的接收容限测试

对于USB4.0的接收端来说，主要进行的是接收容限测试，用于验证接收端在压力信号(StressedElectricalSignal)下的表现。具体的测试项目包括压力信号的误码率测试(BER)、突发误码率测试(MultiError-Burst)、频率偏差(FrequencyVariations)、回波损耗(ReturnLoss)等。

误码率的测试要在压力信号下进行，因此需要先用高速误码仪的码型发生器产生带预加重、正弦抖动(PJ)、随机抖动(RJ)、扩频时钟(SSC)、共模噪声(ACCM)的信号，并用高带宽示波器进行压力信号校准。校准完成后再把压力信号注入被测件，在不同的正弦抖动幅度和频率下进行误码率测试。在USB4.0的接收容限测试中，需要做两种场景的测试：Casel的测试中没有插入USB电缆，模拟链路损耗小的情况；Case2的测试中要插入2m 信息化USB测试USB2.0一致性测试环境；

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。

和发送端测试类似，  USB4.0 需要支持有源电缆 (Case 1) 和无源电 缆 (Case 2) 两种应用场景，接收端对应的测试点分别是 TP3’和 TP3。既然信号源需要提供一个标准的符合规范的压力信号进行 接收端测试，  就必须采用示波器对压力信号进行校准，  保证信号 源发出的信号经过不同的夹具、电缆后到达测试点各压力成分均 满足规范的要求。同时在接收端测试时，  我们需要准备两条被 USB-IF 协会认证过的无源电缆，  2M 长的 USB4.0 Gen2(10Gb/s) 无源 电缆和 0.8M 长的 USB4.0 Gen3(20Gb/s) 无源电缆，  模拟恶劣的链 路环境。usb3.0的接收容限测试？

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。

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 克劳德示波器USB2.0测试方案；HDMI测试USB测试代理品牌

USB2.0一致性测试数据；信息化USB测试

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。 信息化USB测试