福建自动化USB测试

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 USB3.0发送信号测试时要求有那些？福建自动化USB测试

USB电缆/连接器测试和USB2.0相比，USB3.0及以上产品的信号带宽高出很多，电缆、连接器和信号传输路径验证变得更加重要。图3.39是规范中对支持10Gbps信号的Type-C电缆的插入损耗(InsertionLoss)和回波损耗(ReturnLoss)的要求。

很多高速传输电缆的插损和反射是用频域的S参数的形式描述的，频域传输参数的测 试标准是矢量网络分析仪(VNA)。另外，对于电缆来说还有一些时域参数，如差分阻抗和 不对称偏差(Skew)等也必须符合规范要求，这两个参数通常是用TDR/TDT来测量。目前 很多VNA已经可以通过增加时域TDR选件(对频域测试参数进行反FFT变换实现)的方 式实现TDR/TDT功能。另外，USB Type-C电缆上要测试的线对数量很多，通过模块化的 设计，VNA可以在一个机箱里支持多达32个端口，因此所有差分电缆/连接器的测试项目 都可以通过一 台多端口的VNA来完成。图3.40是用多端口的VNA配合测试夹具进行 Type-C 的USB 电缆测试的例子。 福建自动化USB测试USB3.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；

对于捕获到的数据波形的分析，可以使用USB协会提供的Sigtest软件或者示波 器厂商的自动测试软件。Sigtest是USB协会提供的进行USB3.0等总线分析的官方分析 软件，但是需要用户手动捕获码型、切换码型、进行示波器触发设置等，操作比较烦琐，且设 置不对可能影响捕获的波形或分析的结果。

由于USB3.x的测试涉及被测件类型、速率、均衡器、测试脚本调用、传输通道设置等非 常多的因素，而且不同的测试项目需要在不同的测试码型下进行，设置不当可能测试结果完 全不对，所以 一般建议使用用的自动测试软件配合示波器进行测试。图3 . 7是在示波器 中安装的USB3 . x自动测试软件的设置界面。通常用户只需根据设置向导选择相应的测试项目，然后按照向导连接DUT并把DUT设置成正确的模式即可自动运行测试，软件会自 动捕获波形并测试生成html格式的测试报告。测试软件中还会自动调用设置好的通道模 型和均衡器，以及内置的USB协会发布的SigTest脚本，从而简化了手动操作，并可以 保证测试算法完全符合USB协会对信号分析的要求。

新USB4标准新USB4标准引入了16种新的预置值，也就是说，发射机均衡现在有16种不同的组合。较USB 3.2发射机，这是一个很大的变化，前者支持1个前冲电平和3个加重电平。USB4采用双重角色数据操作，使主机到主机通信成为可能。USB4接收机测试和链路/通路初始化中的巨大差异之一，是它采用边带通道进行通信。USB4接收机测试不同于传统 USB 3. 2接收机测试。现在，USB4接收机测试采用机载误码计数器，来计算BER，因此我们现在需要USB4微控制器，来同时执行发射机测试和接收机测试。USB 3.2 & 2.0 兼容性测试；

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。 USB3.0一致性测试环境；福建自动化USB测试

USB2.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；福建自动化USB测试

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(如USB2.0)。

(2)后处理需要使用CTLE均衡器，在均衡器后观察和分析眼图及其参数。

(3)需要连续测量1M个UI(比特间隔)。

(4)需要计算基于1.0×10-12误码率的DJ、RJ和TJ。 福建自动化USB测试