USB4.0 的 規范 是 2021 年 5 月份發 布 的 ”USB4 Specification Version 1.0 with Errata and ECN through Oct. 15, 2020”;測 試 規 范 是 2021 年 7 月 份 發 布的 ”USB4 Electrical Compliance Test Specification V1.02”。
因為 USB4.0 需要支持有源電纜和無源電纜兩種應用場景, 針對 的測試點分別是 TP2 和TP3, 即通俗講的近端測試和遠端測試。 在進行遠端測試時,需要考慮無源電纜的影響。因為一根實體的 無源電纜很難完整的表征所有惡劣的場景, 包括插入損耗、回 波損耗、串擾等,為了保證測試的一致性和可重復性,發動端測 試都是用軟件的算法, 利用示波器嵌入 S 參數 / 傳遞函數的方式, 實現參考鏈路的模擬。同時, 為了保證測試精度, USB4.0 要求示 波器在進行信號捕獲前,需要通過去嵌 (De-embedded) 的方式去除 測試電纜的影響。 USB3.0發送信號測試時要求有那些?智能化多端口矩陣測試USB測試一致性測試

此外,在USB4中,我們要參考路由器主機或路由器設備組件通道預算。利好是我們在執行USB4一致性測試時(其在TP2和TP3測試點上執行),TP2和TP3測試點的連接或設置仍是一樣的。新的測試要求和挑戰USB4中出現了許多新的測試要求,同時帶來了需要解決的對應的測試挑戰。第一步是發射機預置校準(Transmitter Present Calibration),這是發射機測試的前提步驟。在這一測試中,我們捕獲全部16個預置波形,然后測量數據確定性抖動 (DDJ)。在USB4中,在通路初始化過程中,接收機會請求改變預置值,對被測參數可能并不會使用比較好的預置值。因此,比較好先驗證和測量所有其他預置值,然后再執行發射機測試。智能化多端口矩陣測試USB測試一致性測試USB3.0測試信號的波形;

另外,由于5Gbps或10Gbps的信號經過長電纜和PCB傳輸以后有可能眼圖就無法張開了,所以在芯片接收端內部會提供CTLE(連續時間線性均衡)功能以補償高頻損耗,因此測試時示波器的測試軟件也要能支持CTLE才能模擬出接收端對信號均衡以后的真實的結果。圖3.6是在USB3.2的規范中,分別對于Genl的5Gbps信號和Gen2的10Gbps信號CTLE的均衡器的定義。
以下是USB3.x的信號測試方法相對于USB2.0的區別:
(1)示波器的測試點在一致性電纜(compliancecable)和一致性電路板(complianceboard)之后。而以前的測試是在發送端的連接器處(如USB2.0)。
(2)后處理需要使用CTLE均衡器,在均衡器后觀察和分析眼圖及其參數。
(3)需要連續測量1M個UI(比特間隔)。
(4)需要計算基于1.0×10-12誤碼率的DJ、RJ和TJ。
2.USB4.0接收端測試下圖是USB4.0接收端測試的連接示意圖。同樣的,和其他的高速串行總線接口接收端一致性測試方案類似,USB4.0接收端測試也是由誤碼儀、夾具、低損耗相位匹配電纜等組成。這個方案和傳統的USB3.2、PCIEG5/4等一致性測試方案相比的不同是,USB4.0接收端測試只需要誤碼儀的碼型產生單元,誤碼比較單元在被測芯片內部,控制電腦運行USB4ETT軟件,通過Microcontroller讀取誤碼測試時Bert和USB4.0芯片Preset和鏈路協商過程、以及的誤碼測試結果。另外,還需要一個微波信號源,產生一個400MHz的AC共模干擾。是德科技提供基于M8020A誤碼儀+M8062A32GbpsMUX或者M8040A32/64Gbaud誤碼儀兩套方案,供客戶靈活選擇。USB3.0一致性測試內容;

為了模擬傳輸通道對信號的影響,USB協會提供了相應的測試夾具。每套測試夾具由 很多塊組成,可以模擬相應的PCB走線并在中間插入測試電纜。這些測試夾具通過組合可 以進行發送信號質量的測試,也可以進行接收容限的測試,或者進行接收容限測試前的校 準。圖3 .4是USB協會提供的針對10Gbps的A型接口主機及Micro-B型接口外設的測 試夾具。
除了使用真實的測試夾具和電纜來模擬傳輸通道對信號的影響外,實際測試中還可以 用示波器的S參數嵌入功能來模擬加入傳輸通道影響,這樣可以簡化測試連接,也避免了 夾具反復插拔造成的特性變化。圖3.5是使用夾具直接引出信號,并通過示波器中的S參 數嵌入功能進行通道嵌入的典型的USB3.0的信號質量測試環境。 USB接口可靠性測試方法;智能化多端口矩陣測試USB測試一致性測試
USB3.0信號測試方法定義?智能化多端口矩陣測試USB測試一致性測試
USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0每一代的數據速率都有非 常大的提升。需要注意的是,在USB3.1規范推出后,之前USB3.0中定義的5Gbps速被稱為Genl速率,新定義的10Gbps被稱為Gen2速率。而在2019年發布的USB4.0規范中,新增的20Gbps速率被稱為Gen3速率。
USB3.0和之后的標準都采用了雙總線架構(圖3.1),即在USB2.0的基礎上增加了超高速總線部分。超高速總線的信號速率達到5Gbps、10Gbps甚至20Gbps,采用全雙工方式工作。以PC上普遍使用的Type-A連接器為例,為了支持更高速率的信號傳輸,就在原有USB2.0的4根線(Vbus、Gnd、D+、D-)基礎上新增加了5根信號線,包括2對差分線和1根屏蔽地線(如果是Type-C連接器則增加更多)。原來的4根線完全兼容原來的USB2.0設備;新增的這兩對差分線采用全雙工作模式,一對線負責發送,另一對線負責接收,發送和接收都可實現5Gbps或以上速率的數據傳輸。
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