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每一代USB新的標(biāo)準(zhǔn)推出,都考慮到了對前一代的兼容能力,但是一些新的特性可能只能在新的技術(shù)下支持。比如USB3.2的X2模式、USB4.0的20Gbps速率、更強(qiáng)的供電能力及對多協(xié)議的支持等,都只能在新型的Type-C連接器上實(shí)現(xiàn)。由于USB總線的信號速率已經(jīng)很高,且鏈路損耗和鏈路組合的情況非常復(fù)雜,所以給設(shè)計(jì)和測試驗(yàn)證工作帶來了挑戰(zhàn),對于測試儀器的功能和性能要求也與傳統(tǒng)的USB2.0差別很大。下面將詳細(xì)介紹其相關(guān)的電氣性能測試方法。由于涉及的標(biāo)準(zhǔn)眾多,為了避免混淆,我們將把USB3.0、USB3.1、USB3.2標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)稱為USB3.x,并與USB4.0標(biāo)準(zhǔn)分開介紹。usb物理層測試,信號一致性測試?吉林多端口矩陣測試USB物理層測試
需要指出的是在TP3(Case2)遠(yuǎn)端校準(zhǔn)時,除了Type-Ccable外,還需要ISIboards,利用網(wǎng)絡(luò)分析實(shí)測,保證ISIboards+Type-Ccable+Testfixture整個測試鏈路的插入損耗滿足18-19dBat5GHzforGen2(10Gbps)和16-17dBat10GHzforGen3(20Gbps)的要求。同時,是德科技提供N5991U40AUSB4.0全自動化接收端軟件,幫助客戶非常方便的控制示波器對誤碼儀輸出的加壓信號進(jìn)行校準(zhǔn),通過USB4.0Microcontroller和USB4ETT軟件讀取誤碼測試時誤碼儀和被測芯片Preset和鏈路協(xié)商過程、以及的誤碼測試結(jié)果,生成完整的測試報(bào)告。吉林多端口矩陣測試USB物理層測試USB物理層測試的目的是什么?
a)USB-IFUSB4ETT軟件下圖是USB-IF新推出的USB4ETT(USB4.0ElectricalTestTool)工具的實(shí)際界面,它可以通過USB4ElectricalTestTool.exe(GUImodel;手動控制)或者USB4ElectricalTestToolCLI.exe(commandlineinterface;自動化編程控制)兩種方式,使被測設(shè)備產(chǎn)生必須的測試碼型。b)TransmitterPresetCalibrationUSB4.0信號為了補(bǔ)償有損鏈路帶來的損耗,定義了16種發(fā)送端均衡(Preset0~Preset15),測試規(guī)范規(guī)定在做發(fā)送端測試前,需要對每一個接口的每一對高速信號支持的每一種速率分別做Preset的校準(zhǔn),選擇能夠提供值小DDJ值的Preset值,把它設(shè)定到被測體的固件里,作為后續(xù)驗(yàn)證的基礎(chǔ)。
USB3.x的測試碼型和LFPS信號在測試過程中,根據(jù)不同的測試項(xiàng)目,被測件需要能夠發(fā)出不同的測試碼型,如表3.2所示。比如CPO和CP9是隨機(jī)的碼流,在眼圖和總體抖動(TJ)的測試項(xiàng)目中就需要被測件發(fā)出這樣的碼型;而CP1和CP10是類似時鐘一樣跳變的數(shù)據(jù)碼流,可以用于擴(kuò)頻時鐘SSC以及隨機(jī)抖動(RJ)的測試。還有一些碼型可以用于預(yù)加重等項(xiàng)目的測試,供用戶調(diào)試使用。根據(jù)USB3.1的LTSSM(linkTrainingandStatusStateMachine)狀態(tài)機(jī)的定義(圖3.8),在通過上下拉電阻檢測到對端的50Ω負(fù)載端接后,被測件就進(jìn)入Polling(協(xié)商)階段。在這個階段,被測件會先發(fā)出Polling.LFPS的碼型和對端協(xié)商(LFPS的測試,后面我們還會提到),如果對端有正常回應(yīng),就可以繼續(xù)協(xié)商直至進(jìn)入U(xiǎn)o的正常工作狀態(tài);但如果對端沒有回應(yīng)(比如連接示波器做測試時),則被測件內(nèi)部的狀態(tài)機(jī)就會超時并進(jìn)入一致性測試模式(ComplianceMode),在這種模式下被測件可以發(fā)出不同的測試碼型以進(jìn)行信號質(zhì)量的一致性測試如何測試USB接口的時鐘同步性能?
基于Type-C接口還可以更好地支持Power Delivery技術(shù),以實(shí)現(xiàn)更智能強(qiáng)大的 充電能力。即插即用、數(shù)據(jù)傳輸與充電合一是USB接口的一個重要特征。在USB2.0時 代,USB接口可以支持2.5W的供電能力(5V/500mA),到USB3.0時代提高到了4.5W (5V/900mA),但這樣的供電能力對于筆記本或者一些稍大點(diǎn)的電器都是不夠的。由于一 些產(chǎn)品的質(zhì)量問題,也出現(xiàn)過充電過程中起火燒毀的事故。為了支持更強(qiáng)大的充電能力,同 時避免安全隱患,USB3.1標(biāo)準(zhǔn)中引入了Power Delivery協(xié)議(即PD協(xié)議),一方面允許更 大范圍的供電能力(比如5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A),另一方 面要通過CC線進(jìn)行PD的協(xié)商以了解線纜和對端支持的供電能力,只有協(xié)商成功后才允 許提供更高的電壓或工作電流。展示了PD協(xié)議中定義的不同等級的供電能力 標(biāo)準(zhǔn)。USB電纜的長度對物理層性能有影響嗎?吉林多端口矩陣測試USB物理層測試
USB物理層測試中使用的主要測試設(shè)備有哪些?吉林多端口矩陣測試USB物理層測試
4.USB4.0Sideband信號測試因?yàn)閁SB4.0需要通過Type-C連接器的SBU1、SBU2等sideband信號完整復(fù)雜的初始化和協(xié)議控制,所以測試規(guī)范對它們的電氣特性測試做了詳細(xì)的要求。這部分測試比較簡單,使用通用示波器和萬用表就可以很方便的完成,感興趣的同學(xué)可以直接參考測試規(guī)范。小結(jié):是德科技提供了完整的USB4.0電氣測試方案,包括發(fā)送端測試、接收端測試、回波損耗測試Sideband信號測試。并且,這些方案已經(jīng)在實(shí)際中得到驗(yàn)證,表現(xiàn)優(yōu)異。吉林多端口矩陣測試USB物理層測試
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