USB4.0技术简介USB全称UniversalSerialBus(通用串行总线),早在1994年被众多电脑厂商采纳用以解决当时接口不统一的问题。在随后二十多年时间里,USB技术不断发展,标准经历了USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.0、USB3.1到USB3.2,直到现在的USB4.0。
USB4.0 直接采用的是 Intel 和Apple 从 2015 年在笔记本电脑上 推出的、基于 Type-C 接口的“雷电”Thunderbolt 3 协议标准, 数据 传输速率支持 10Gbps/lane 和 20Gbps/lane 两种速率,选择性地支 持 TBT3-compatible 10.3125Gbps/lane 和 20.625Gbps/lane 两 种 速 率; 同时, 通 过交替模式 (ALT mode) 支持 DisplayPort, PCIE 等信号标 准。为了避免混淆, Intel 将未来准备在笔记本电脑上部署的 Thunderbolt 接口, 统一命名为 Thunderbolt4.0。 克劳德示波器USB2.0测试方案;USB测试检查

USB4.0的接收容限测试
对于USB4.0的接收端来说,主要进行的是接收容限测试,用于验证接收端在压力信号(StressedElectricalSignal)下的表现。具体的测试项目包括压力信号的误码率测试(BER)、突发误码率测试(MultiError-Burst)、频率偏差(FrequencyVariations)、回波损耗(ReturnLoss)等。
误码率的测试要在压力信号下进行,因此需要先用高速误码仪的码型发生器产生带预加重、正弦抖动(PJ)、随机抖动(RJ)、扩频时钟(SSC)、共模噪声(ACCM)的信号,并用高带宽示波器进行压力信号校准。校准完成后再把压力信号注入被测件,在不同的正弦抖动幅度和频率下进行误码率测试。在USB4.0的接收容限测试中,需要做两种场景的测试:Casel的测试中没有插入USB电缆,模拟链路损耗小的情况;Case2的测试中要插入2m 信号完整性测试USB测试服务热线USB2.0来说,一致性测试分为host,hub,device三种模式。

由于数据速率提升,能够支持的电缆长度也会缩短。比如USB2.0电缆长度能够达到5m,USB3.0接口支持的电缆长度在5Gbps速率下可以达到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源电缆技术只能达到1m。USB4.0标准中通过提升芯片性能,在10Gbps速率下可以支持2m的电缆传输,而在20Gbps速率下也能支持0.8m的无源电缆。随着新的更高速率接口的产生,原有的USB连接器技术也在不断改进。图3.2是一些类型的USB2.0和USB3.0连接器类型。其中,Type-C是随着USB3.x标准推出的新型高性能连接器,也可以向下兼容提供USB2.0的连接。
对于不同类型连接器的主机、设备、电缆来说,其传输通道损耗的要求也不一样。图3.3 是USB3. 1标准中各种速率和接口类型组合对于链路损耗的要求(损耗值对应的是Nyquist 频点,即信号数据速率的1/2频率处),在具体电路设计和测试中可以参考。
第二项测试是发射机均衡测试,这项测试也与USB4预置值有关。这项测试的目标,是确保发射机均衡落在规范的极限范围内。新USB4方法要求每个预置值3个波形,而PCIe Gen 3/4则要求一个波形。现在一共需要48个波形,因此耗时很长!
USB4中接收机测试和校准变化现在我们讨论一下USB4中接收机测试和校准有哪些变化。首先,USB4必需对全部5个SJ频率执行接收机校准。这较USB3.2接收机校准变化很大,在USB3.2中我们只在100MHzSJ频率执行校准,然后使用相同的压力眼图校准进行接收机测试。USB4还有两种测试情况,我们需要进行自动调谐或精调,来满足压力眼图或总抖动目标。情况1是低插损(短通道),情况2是比较大插损(长通道),这也要耗费很长时间。下一步是USB4接收机测试,或者我们怎样运行传统抖动容差测试。抖动容差测试的目标之一,是扫描SJ或幅度,找到边界,或者找到哪里开始出现误码。为了执行这项测试,我们需要先使用边带通道初始化链路,然后开始BER测试。然后我们要一直监测误码,因为USB4现在采用机载误码计数器,而不是BERT上的传统误码检测器。这个过程涉及到多个步骤。 USB主机的低速和全速信号质量测试时的连接;

基于Type-C接口还可以更好地支持Power Delivery技术,以实现更智能强大的 充电能力。即插即用、数据传输与充电合一是USB接口的一个重要特征。在USB2.0时 代,USB接口可以支持2.5W的供电能力(5V/500mA),到USB3.0时代提高到了4.5W (5V/900mA),但这样的供电能力对于笔记本或者一些稍大点的电器都是不够的。由于一 些产品的质量问题,也出现过充电过程中起火烧毁的事故。为了支持更强大的充电能力,同 时避免安全隐患,USB3.1标准中引入了Power Delivery协议(即PD协议),一方面允许更 大范围的供电能力(比如5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A),另一方 面要通过CC线进行PD的协商以了解线缆和对端支持的供电能力,只有协商成功后才允 许提供更高的电压或工作电流。图3. 16展示了PD协议中定义的不同等级的供电能力 标准。什么是usb3.1的标准?HDMI测试USB测试修理
usb3.0的接收容限测试?USB测试检查
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
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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...