USB2.0技术已被的市场接受,它将资料处理速率提升了40倍。资料处理量的增加为许多新型产品打开新天地,包括全动态视讯至辅助性的、只有钱包大小的硬盘机。但是,随着资料速率的急速升高,也出现了新的测试和量测方面的挑战。
资料速率增加40倍后虽然带来了许多好处,但也给USB2.0兼容性装置供应商带来了各种新的设计挑战。特别是在讯号品质问题方面,如电路板的布局、抖动、上升和下降时间、电磁场干扰、噪声,和接地噪声等,都已成为需待解决的设计问题。保持讯号质量是保证USB2.0装置合乎规格,并获得USB2.0「认证」标志的关键之一。讯号质量测试包括:⚫眼图测试⚫信号速率⚫数据包结束宽度⚫交叉电压范围(适用于低速和全速)⚫JK抖动⚫KJ抖动⚫连续抖动⚫单调测试(适用于高速)⚫涨落时间 克劳德示波器USB2.0测试方案;辽宁校准USB测试

USB4.0 的 规范 是 2021 年 5 月份发 布 的 ”USB4 Specification Version 1.0 with Errata and ECN through Oct. 15, 2020”;测 试 规 范 是 2021 年 7 月 份 发 布的 ”USB4 Electrical Compliance Test Specification V1.02”。
因为 USB4.0 需要支持有源电缆和无源电缆两种应用场景, 针对 的测试点分别是 TP2 和TP3, 即通俗讲的近端测试和远端测试。 在进行远端测试时,需要考虑无源电缆的影响。因为一根实体的 无源电缆很难完整的表征所有恶劣的场景, 包括插入损耗、回 波损耗、串扰等,为了保证测试的一致性和可重复性,发动端测 试都是用软件的算法, 利用示波器嵌入 S 参数 / 传递函数的方式, 实现参考链路的模拟。同时, 为了保证测试精度, USB4.0 要求示 波器在进行信号捕获前,需要通过去嵌 (De-embedded) 的方式去除 测试电缆的影响。 辽宁校准USB测试克劳德高速数字信号测试实验室USB 3.2 & 2.0测试;

4.USB4.0Sideband信号测试因为USB4.0需要通过Type-C连接器的SBU1、SBU2等sideband信号完整复杂的初始化和协议控制,所以测试规范对它们的电气特性测试做了详细的要求。这部分测试比较简单,使用通用示波器和万用表就可以很方便的完成,感兴趣的同学可以直接参考测试规范。
小结:是德科技提供了完整的 USB4.0 电气测试方案, 包括发送端测试、 接收端测试、回波损耗测试 Sideband 信号测试。并且,这些方案 已经在实际中得到验证, 表现优异。
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。 什么是usb3.1的标准?

USB3.x的测试码型和LFPS信号在测试过程中,根据不同的测试项目,被测件需要能够发出不同的测试码型,如表3.2所示。比如CPO和CP9是随机的码流,在眼图和总体抖动(TJ)的测试项目中就需要被测件发出这样的码型;而CP1和CP10是类似时钟一样跳变的数据码流,可以用于扩频时钟SSC以及随机抖动(RJ)的测试。还有一些码型可以用于预加重等项目的测试,供用户调试使用。
根据USB3 . 1 的LTSSM(Link Training and Status State Machine)状态机的定义( 图3. 8), 在通过上下拉电阻检测到对端的50Ω负载端接后,被测件就进入Polling(协商)阶段。在这 个阶段,被测件会先发出Polling.LFPS的码型和对端协商(LFPS的测试,后面我们还会提 到),如果对端有正常回应,就可以继续协商直至进入Uo的正常工作状态;但如果对端没 有回应(比如连接示波器做测试时),则被测件内部的状态机就会超时并进入一致性测试模 式(Compliance Mode ),在这种模式下被测件可以发出不同的测试码型以进行信号质量的 一致性测试 USB3.0的信号质量测试报告;湖南智能化多端口矩阵测试USB测试
USB2.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;辽宁校准USB测试
USB4.0 标准定义了非常详细、复杂的发送端测试要求,需要对每 个 Type-C 口、每一条 lane、每一种速率下信号做 Preset Calibration、 Equalization Calibration; 然 后以次为基础, 测试所有抖动 (TJ/UDJ/ DDJ/LPUDJ/DCD)、眼图、上升时间 / 下降时间、 SSC 等指标; 并 且每一个测试都伴随着测试码型的切换。。。如果用手动方式, 做 一次完整的测试, 这几乎是不可能的任务。是德科技 D9040USBC 一致性测试软件完美地解决了整个问题。如下所示,可以将示波 器作为控制 PC, USB-IF 的 USB4ETT 软件安装在示波器上, USB4.0 Microcontroller 也连在示波器上。这样 D9040USBC 软件就可以利用 USB4ETT command line interface,通过 USB4.0 Microcontroller 在捕获 / 分析完所需的信号后, 控制被测体产生下一个测试项目所需的测 试码型。从而形成一个闭环的全自动化测试解决方案辽宁校准USB测试
a)USB-IFUSB4ETT软件下图是USB-IF新推出的USB4ETT(USB4.0ElectricalTestTool)工具的实际界面,它可以通过USB4ElectricalTestTool.exe(GUImodel;手动控制)或者USB4ElectricalTestToolCLI.exe(commandlineinterface;自动化编程控制)两种方式,使被测设备产生必须的测试码型。 b)TransmitterPresetCalibrationUSB4.0信号为了补偿有损链路带来的损耗,定义了16种发送端均衡(Preset0~Preset15),测试规范规定在做发送端测试前...