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我们日常生活中常用的USB。其中USB2.0应用较为,U盘硬盘数据线,相机扫描仪存储器等。这些都与我们的生活息息相关,为保证其质量与可靠性,在大规模生产前都需进行功能及安全测试。其中难免出现连接兼容性、传输中断、文件传输错误等问题,这些看似很小的问题也许会造成客户对厂商的信任急剧降低,这样就得不偿失了。其实这些都能在研发过程中可以避免,也就是通过信号完整性测试去检验它,下面我们简单的了解一下它。USB2.0是一种串行总线,使用四条线-VBUS、D-、D+和接地。D-和D+传送资料。VBus为来自主机(Host)或集线器(hub)的电源。USB2.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;安徽USB测试工厂直销

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USB测试

由 于 U S B 4 . 0 的 发 送 端 和 接 收 端 非 常 复 杂 , 且 要 根 据 实 际 链 路 质 量 进 行 协 商 和 调 整 。 为 了 方 便 进 行 链 路 协 商 的 信 息 交 互 , U S B 4 . 0 还 提 供 了 额 外 的 边 带 通 道 ( S i d e b a n d  C h a n n e l ) 。 边 带 通 道 借 助 于T y p e - C接 口 的S B U 1     和 S B U 2 信 号 , 并 重 新 定 义 成 S B T X 和  S B R X , 用 这 两 个 引 脚 实 现 双 向 的 信 息 交 互 。 边 带 通 道 上 传 输 的 是 1 M b p s 数 据 速 率 的 低 速  信 号 , 可 以 用 来 进 行 链 路 上 设 备 和 R e t i m e r 的 管 理 , 包 括 链 路 初 始 化 、 链 路 使 能 、 断 开 连 接 、 休眠管理 、 链路均衡等 。

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c)EqualizationCalibration针对无源电缆的应用场景,USB的发送端测试点在TP3。示波器在进行信号质量分析前,需要模拟真实device,引入一个参考均衡算法,减轻有损电缆对信号质量的恶化。USB4.0定义了这种参考均衡算法可以有多种不同的连续时间线性均衡(CTLE:Continuous-Time-Linear-Equalizer)和判决反馈均衡(DFE:Decision-Feedback-Equalizer)组成。在做TP3测试前,需要sweep这些组合,找到能提供眼图面积(如果面积相等,参考眼高)的算法,以此为基础,得到TP3相关的测试结果。

d)USB4.0抖动分离为了更好表征高达20Gbps的USB4.0信号质量,不同于USB3.2测试Tj,Rj和Dj三个抖动指标,USB4.0定义了严格的TJ,UDJ,DDJ,LPUDJ,DCD等抖动指标,并且对每个指标如何做抖动分离、如何测量做了详细的规定。

自1995年USB1 .0 的规范发布以来, USB(Universal Serial Bus)接口标准经过了20多  年的持续发展和更新,已经成为PC和外设连接使用的接口。USB历经了多年的发 展,从代的USB1 .0低速(Low Speed) 、USB1 . 1全速(Full Speed)标准,逐渐演进到第 2代的USB2 .0高速(High Speed)标准和第3代的USB3 .0超高速(Super Speed)标准。这   些标准目前都已经得到的应用。

后来,为了应对eSATA 、ThunderBolt等标准对USB标准的威胁, USB协会又分别在  2013年和2017年发布了USB3. 1及USB3.2的标准。在USB3. 1标准中新定义了10Gbps 速率以及对Type-C接口的支持;在USB3.2标准中,又基于Type-C接口提供了对X2模 式的支持,可以通过收发方向各捆绑2条10Gbps的链路实现20Gbps的数据传输。而新 的USB4.0标准已经于2019年发布,可以通过捆绑2条20Gbps的链路实现40Gbps的接 口速率。表3. 1是USB各代总线的技术对比。

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为了模拟传输通道对信号的影响,USB协会提供了相应的测试夹具。每套测试夹具由 很多块组成,可以模拟相应的PCB走线并在中间插入测试电缆。这些测试夹具通过组合可 以进行发送信号质量的测试,也可以进行接收容限的测试,或者进行接收容限测试前的校 准。图3 .4是USB协会提供的针对10Gbps的A型接口主机及Micro-B型接口外设的测 试夹具。

除了使用真实的测试夹具和电缆来模拟传输通道对信号的影响外,实际测试中还可以 用示波器的S参数嵌入功能来模拟加入传输通道影响,这样可以简化测试连接,也避免了 夹具反复插拔造成的特性变化。图3.5是使用夹具直接引出信号,并通过示波器中的S参 数嵌入功能进行通道嵌入的典型的USB3.0的信号质量测试环境。 USB4.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;安徽USB测试工厂直销

USB3.0信号质量测试中的测试码型和LFPS信号?安徽USB测试工厂直销

USB信号完整性测试

USB3.0和USB2.0相比有着非常本质的区别,USB3.0有两对高速差分线分别进行信号的发送和接收,为全双工工作模式,且使用了多种高速处理技术,如均衡、预加重等,对此进行的物理层一致性测试是非常重要的,USB3.0规范要求进行多个项目的测试,如发送端测试、接收端测试、线缆测试等,因此需要多种仪器进行测试。

接着就是设置DUT类型、速率、夹具和测试分析模式,由于DUT是Host,所以在Host一栏选择Host;USB3.2的速率为10G;测试的夹具分为了两类,一类是USB-IF协会的,另一类就是Tektronix的,在这里选择的是USB-IF的测试夹具;另外一个非常关键的点就是Test Method,是否选用USB-IF SigTest的分析方法,通常,我们会选择使用;选择参考时钟,一般高速串行信号都会选用SSC模式;还要根据产品使用。 安徽USB测试工厂直销

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