眼图测试USB测试方案

USB测试

在USB4.0的接收容限测试中，压力信号的产生和校准是非常复杂的工作，同时测试中 还需要和被测设备进行频繁的数据读取和交互，因此接收容限测试都是在自动测试软件的 控制下进行。

除了接收容限测试以外，为了控制接收端的反射影响，USB4.0的规范还要求对接收端 的回波损耗(Return Loss)进行测试。这个测试主要借助于网络分析仪，对端口的差模和共模回波损耗进行测试。图3.38是USB4.0接收端回波损耗的测试组网。

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 USB3.0一致性测试内容；眼图测试USB测试方案

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

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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 眼图测试USB测试方案USB2.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；

USB4.0 的 规范 是 2021 年 5 月份发 布 的 ”USB4 Specification Version 1.0 with Errata and ECN through Oct. 15, 2020”；测 试 规 范 是 2021 年 7 月 份 发 布的 ”USB4 Electrical Compliance Test Specification V1.02”。

因为 USB4.0 需要支持有源电缆和无源电缆两种应用场景，  针对 的测试点分别是 TP2 和TP3，  即通俗讲的近端测试和远端测试。 在进行远端测试时，需要考虑无源电缆的影响。因为一根实体的 无源电缆很难完整的表征所有恶劣的场景，  包括插入损耗、回 波损耗、串扰等，为了保证测试的一致性和可重复性，发动端测 试都是用软件的算法，  利用示波器嵌入 S 参数 / 传递函数的方式， 实现参考链路的模拟。同时，  为了保证测试精度，  USB4.0 要求示 波器在进行信号捕获前，需要通过去嵌 (De-embedded) 的方式去除 测试电缆的影响。

a)USB-IFUSB4ETT软件下图是USB-IF新推出的USB4ETT(USB4.0ElectricalTestTool)工具的实际界面，它可以通过USB4ElectricalTestT；手动控制)或者USB4ElectricalTestToolCLI.exe(commandlineinterface；自动化编程控制)两种方式，使被测设备产生必须的测试码型。

b)TransmitterPresetCalibrationUSB4.0信号为了补偿有损链路带来的损耗，定义了16种发送端均衡(Preset0~Preset15)，测试规范规定在做发送端测试前，需要对每一个接口的每一对高速信号支持的每一种速率分别做Preset的校准，选择能够提供值小DDJ值的Preset值，把它设定到被测体的固件里，作为后续验证的基础。 USB3.0测试信号的波形；

为了模拟传输通道对信号的影响，USB协会提供了相应的测试夹具。每套测试夹具由 很多块组成，可以模拟相应的PCB走线并在中间插入测试电缆。这些测试夹具通过组合可 以进行发送信号质量的测试，也可以进行接收容限的测试，或者进行接收容限测试前的校 准。图3 .4是USB协会提供的针对10Gbps的A型接口主机及Micro-B型接口外设的测 试夹具。

除了使用真实的测试夹具和电缆来模拟传输通道对信号的影响外，实际测试中还可以 用示波器的S参数嵌入功能来模拟加入传输通道影响，这样可以简化测试连接，也避免了 夹具反复插拔造成的特性变化。图3.5是使用夹具直接引出信号，并通过示波器中的S参 数嵌入功能进行通道嵌入的典型的USB3.0的信号质量测试环境。 示波器里的USB协议触发条件；眼图测试USB测试方案

USB2.0外设的高速信号质量测试项目的连接；眼图测试USB测试方案

性能特点USB2.0USB3.0USB3.1USB3.2USB4.0

发布时间2000年2008年2013年2017年2019年

比较高接口速率480Mbps5Gbps(Genl)10Gbps速率(Gen2)20Gbps(Gen2x2)40Gbps(Gen3x2)

连接器Type-A/B/CType-A/B/CType-A/B/CType-CType-CRetimer(中继器)无定义无定义无定义支持支持2级

编码方式无8b/10b128b/132b128b/132b128b/132b

典型电缆长度5m3mlm1m有源电缆1m,0.8m,有源电缆发送端预加重无2阶预加重3阶预加重3阶预加重3阶(16种预设值)

接收端均衡方式无CTLE(2种强度)CTLE(7种强度)+DFECTLE(7种强度)+DFECTLE(10种强度)+DFE

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