USB4.0的發送端信號質量測試

在 發 送 端 測 試 中 ， 需 要 用 U S B 4 . 0 的 測 試 夾 具 在 T P 2 點 ( 即 T y p e - C 的 輸 出 接 口 ) 把 被 測 信 號 引 出 ， 并 接 入 示 波 器 測 試 ， 測 試 中 示 波 器 會 通 過 軟 件 嵌 入 傳 輸 通 道 ( 對 G e n 2 速 率 是 嵌 入 2 m 電 纜 ， 對 G e n 3 速 率 是 嵌 入 0 . 8 m 電 纜 ) 的 影 響 ， 并 用 模 仿 接 收 端 的 均 衡 器 對 信 號 均 衡 后 再 進 行 眼 圖 相 關 參 數 的 測 試 。 U S B 4 . 0 的 數 據 速 率 很 高 ， 對 于 G e n 2 速 率 的 主 機 和 外 設 測 試 來 說 ， 測 試 規 范 建 議 使 用 至 少 1 6 G H z 帶 寬 的 示 波 器 ； 對 于 G e n 3 速 率 的 主 機 和 外 設 測 試 來 說 ， 測 試 規 范 建 議 使 用 至 少 2 1 G H z 帶 寬 的 示 波 器 。 圖 3 . 3 2 是 典 型 U S B 4 . 0 的 發 送 端 信 號 質 量 測 試 環 境 ， 測 試 中 通 過 測 試 夾 具 連 接 被 測 件 和 示 波 器 ， 并 通 過 U S B 4 的 控 制 器 控 制 被測件發出不同的預加重的測試碼型 。 USB3.0信號質量測試中的測試碼型和LFPS信號？USB測試熱線

自1995年USB1 .0 的規范發布以來， USB(Universal Serial Bus)接口標準經過了20多  年的持續發展和更新，已經成為PC和外設連接使用的接口。USB歷經了多年的發 展，從代的USB1 .0低速(Low Speed) 、USB1 . 1全速(Full Speed)標準，逐漸演進到第 2代的USB2 .0高速(High Speed)標準和第3代的USB3 .0超高速(Super Speed)標準。這   些標準目前都已經得到的應用。

后來，為了應對eSATA 、ThunderBolt等標準對USB標準的威脅， USB協會又分別在  2013年和2017年發布了USB3. 1及USB3.2的標準。在USB3. 1標準中新定義了10Gbps 速率以及對Type-C接口的支持；在USB3.2標準中，又基于Type-C接口提供了對X2模 式的支持，可以通過收發方向各捆綁2條10Gbps的鏈路實現20Gbps的數據傳輸。而新 的USB4.0標準已經于2019年發布，可以通過捆綁2條20Gbps的鏈路實現40Gbps的接 口速率。表3. 1是USB各代總線的技術對比。

克勞德高速數字信號測試實驗室

地    址： 深圳市南山區南頭街道中祥路8號君翔達大廈A棟2樓H區 USB測試熱線克勞德示波器USB2.0測試方案；

對于捕獲到的數據波形的分析，可以使用USB協會提供的Sigtest軟件或者示波 器廠商的自動測試軟件。Sigtest是USB協會提供的進行USB3.0等總線分析的官方分析 軟件，但是需要用戶手動捕獲碼型、切換碼型、進行示波器觸發設置等，操作比較煩瑣，且設 置不對可能影響捕獲的波形或分析的結果。

由于USB3.x的測試涉及被測件類型、速率、均衡器、測試腳本調用、傳輸通道設置等非 常多的因素，而且不同的測試項目需要在不同的測試碼型下進行，設置不當可能測試結果完 全不對，所以 一般建議使用用的自動測試軟件配合示波器進行測試。圖3 . 7是在示波器 中安裝的USB3 . x自動測試軟件的設置界面。通常用戶只需根據設置向導選擇相應的測試項目，然后按照向導連接DUT并把DUT設置成正確的模式即可自動運行測試，軟件會自 動捕獲波形并測試生成html格式的測試報告。測試軟件中還會自動調用設置好的通道模 型和均衡器，以及內置的USB協會發布的SigTest腳本，從而簡化了手動操作，并可以 保證測試算法完全符合USB協會對信號分析的要求。

3.USB4.0回波損耗測試高速串行信號傳輸速率越高，信號的射頻微波化趨勢就越明顯，20Gb/s的數字信號的Nyquist頻率已經高達10GHz。這種情況下，測試信號的時域指標已經越來越難以保證信號的質量；因此從Thunderbolt3.0開始，發送端在正常傳輸數據時的回波損耗測試也變成了一個必須的測試項目，USB4.0當然也不例外。USB4.0定義了發送端和接收端差分回波損耗及共?；夭〒p耗四個測試項目。

USB4.0 回波損耗測試的實際連接和結果示意圖。它需要 一臺至少 20GHz 帶寬、帶 TDR 選件的網絡分析儀，  同時被測體通 過 USB4ETT 軟件和 USB4.0 Microcontroller 產生 PRBS31 的測試碼型。 是德科技提供詳細的操作步驟和網絡分析儀設定文件 (State File) 供大家參考。 克勞德高速數字信號測試實驗室USB 3.2 & 2.0測試；

第二項測試是發射機均衡測試，這項測試也與USB4預置值有關。這項測試的目標，是確保發射機均衡落在規范的極限范圍內。新USB4方法要求每個預置值3個波形，而PCIe Gen 3/4則要求一個波形?，F在一共需要48個波形，因此耗時很長！

USB4中接收機測試和校準變化現在我們討論一下USB4中接收機測試和校準有哪些變化。首先，USB4必需對全部5個SJ頻率執行接收機校準。這較USB3.2接收機校準變化很大，在USB3.2中我們只在100MHzSJ頻率執行校準，然后使用相同的壓力眼圖校準進行接收機測試。USB4還有兩種測試情況，我們需要進行自動調諧或精調，來滿足壓力眼圖或總抖動目標。情況1是低插損(短通道)，情況2是比較大插損(長通道)，這也要耗費很長時間。下一步是USB4接收機測試，或者我們怎樣運行傳統抖動容差測試。抖動容差測試的目標之一，是掃描SJ或幅度，找到邊界，或者找到哪里開始出現誤碼。為了執行這項測試，我們需要先使用邊帶通道初始化鏈路，然后開始BER測試。然后我們要一直監測誤碼，因為USB4現在采用機載誤碼計數器，而不是BERT上的傳統誤碼檢測器。這個過程涉及到多個步驟。 USB3.0的總線架構展示？USB測試熱線

發送信號的測試USB需要的要求；USB測試熱線

我們日常生活中常用的USB。其中USB2.0應用較為，U盤硬盤數據線，相機掃描儀存儲器等。這些都與我們的生活息息相關，為保證其質量與可靠性，在大規模生產前都需進行功能及安全測試。其中難免出現連接兼容性、傳輸中斷、文件傳輸錯誤等問題，這些看似很小的問題也許會造成客戶對廠商的信任急劇降低，這樣就得不償失了。其實這些都能在研發過程中可以避免，也就是通過信號完整性測試去檢驗它，下面我們簡單的了解一下它。USB2.0是一種串行總線，使用四條線-VBUS、D-、D+和接地。D-和D+傳送資料。VBus為來自主機(Host)或集線器(hub)的電源。USB測試熱線

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