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。USB4电性一致性测试;湖南USB测试产品介绍
我们日常生活中常用的USB。其中USB2.0应用较为,U盘硬盘数据线,相机扫描仪存储器等。这些都与我们的生活息息相关,为保证其质量与可靠性,在大规模生产前都需进行功能及安全测试。其中难免出现连接兼容性、传输中断、文件传输错误等问题,这些看似很小的问题也许会造成客户对厂商的信任急剧降低,这样就得不偿失了。其实这些都能在研发过程中可以避免,也就是通过信号完整性测试去检验它,下面我们简单的了解一下它。USB2.0是一种串行总线,使用四条线-VBUS、D-、D+和接地。D-和D+传送资料。VBus为来自主机(Host)或集线器(hub)的电源。广东USB测试销售电话示波器在USB2.0一致性分析测试方案;
USB4.0测试
在进行不同项目测试时,可能会用到不同的测试码型。典型的测试码型有PRBS31、PRBS15、PRBS9、PRBS7、SQ2(重复的“10”码型)、SQ4(重复的“1100”码型)、SQ32(重复的16个高电平和16个低电平)、SQ128(重复的64个高电平和64个低电平)以及不同速率的SLOS(SymbolLockOrderedSets)码型等。比如眼图的测试会使用PRBS31码型,抖动的测试会使用PRBS15码型,Preset的测试会使用SQ128码型等。除了测试码型以外,被测件的发送端还有16种不同的Preset设置,同时示波器捕获波形在做信号均衡时还有10种
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。 USB4.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;
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。 示波器里的USB协议触发条件;湖南USB测试维修
USB2.0一致性测试内容;湖南USB测试产品介绍
此外,在USB4中,我们要参考路由器主机或路由器设备组件通道预算。利好是我们在执行USB4一致性测试时(其在TP2和TP3测试点上执行),TP2和TP3测试点的连接或设置仍是一样的。新的测试要求和挑战USB4中出现了许多新的测试要求,同时带来了需要解决的对应的测试挑战。第一步是发射机预置校准(Transmitter Present Calibration),这是发射机测试的前提步骤。在这一测试中,我们捕获全部16个预置波形,然后测量数据确定性抖动 (DDJ)。在USB4中,在通路初始化过程中,接收机会请求改变预置值,对被测参数可能并不会使用比较好的预置值。因此,比较好先验证和测量所有其他预置值,然后再执行发射机测试。湖南USB测试产品介绍
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...