信號(hào)完整性測(cè)試USB測(cè)試故障

USB信號(hào)完整性測(cè)試

USB3.0和USB2.0相比有著非常本質(zhì)的區(qū)別，USB3.0有兩對(duì)高速差分線分別進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收，為全雙工工作模式，且使用了多種高速處理技術(shù)，如均衡、預(yù)加重等，對(duì)此進(jìn)行的物理層一致性測(cè)試是非常重要的，USB3.0規(guī)范要求進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試，如發(fā)送端測(cè)試、接收端測(cè)試、線纜測(cè)試等，因此需要多種儀器進(jìn)行測(cè)試。

接著就是設(shè)置DUT類型、速率、夾具和測(cè)試分析模式，由于DUT是Host，所以在Host一欄選擇Host；USB3.2的速率為10G；測(cè)試的夾具分為了兩類，一類是USB-IF協(xié)會(huì)的，另一類就是Tektronix的，在這里選擇的是USB-IF的測(cè)試夾具；另外一個(gè)非常關(guān)鍵的點(diǎn)就是Test Method，是否選用USB-IF SigTest的分析方法，通常，我們會(huì)選擇使用；選擇參考時(shí)鐘，一般高速串行信號(hào)都會(huì)選用SSC模式；還要根據(jù)產(chǎn)品使用。 usb3.0的信號(hào)測(cè)試方法相對(duì)于USB2.0的區(qū)別；信號(hào)完整性測(cè)試USB測(cè)試故障

c)EqualizationCalibration針對(duì)無源電纜的應(yīng)用場(chǎng)景，USB的發(fā)送端測(cè)試點(diǎn)在TP3。示波器在進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量分析前，需要模擬真實(shí)device，引入一個(gè)參考均衡算法，減輕有損電纜對(duì)信號(hào)質(zhì)量的惡化。USB4.0定義了這種參考均衡算法可以有多種不同的連續(xù)時(shí)間線性均衡(CTLE:Continuous-Time-Linear-Equalizer)和判決反饋均衡(DFE:Decision-Feedback-Equalizer)組成。在做TP3測(cè)試前，需要sweep這些組合，找到能提供眼圖面積(如果面積相等，參考眼高)的算法，以此為基礎(chǔ)，得到TP3相關(guān)的測(cè)試結(jié)果。

d)USB4.0抖動(dòng)分離為了更好表征高達(dá)20Gbps的USB4.0信號(hào)質(zhì)量，不同于USB3.2測(cè)試Tj,Rj和Dj三個(gè)抖動(dòng)指標(biāo)，USB4.0定義了嚴(yán)格的TJ,UDJ,DDJ,LPUDJ,DCD等抖動(dòng)指標(biāo)，并且對(duì)每個(gè)指標(biāo)如何做抖動(dòng)分離、如何測(cè)量做了詳細(xì)的規(guī)定。 多端口矩陣測(cè)試USB測(cè)試維保USB2.0一致性測(cè)試內(nèi)容；

從 2015 年到現(xiàn)在，是德科技基于磷化銦 (InP) 工藝的 Infiniium 系 列高帶寬示波器，  憑借其優(yōu)異的低噪聲、低抖動(dòng)底噪等硬件性能 和的尾部擬合”Tail-fit”抖動(dòng)分離算法等軟件，一直是被 Intel 和Thunderbolt 認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和批準(zhǔn)使用的高帶寬示波器。

進(jìn)入到 USB4.0 時(shí)代，大家如果仔細(xì)通讀每一個(gè)版本的測(cè)試規(guī)范， 都可以發(fā)現(xiàn)，所以的儀表截屏、設(shè)定和算法，采用的都是德科技 高帶寬示波器。

2019 年，是德科技基于第二代磷化銦(InP 工藝，推出了 110GHz 帶寬， 256GSa/s 采樣率，硬件 10bit ADC，25fs 抖動(dòng)底噪的 UXR 系列示波器， 將高速信號(hào)量測(cè)精度推到了另外一個(gè)高度。如下所示，  是是德科 技 UXR 示波器和已是業(yè)內(nèi)的是德科技 V 系列示波器，測(cè)試同 一個(gè) USB4.0 信號(hào)的測(cè)試結(jié)果比較，  UXR 示波器提供了更優(yōu)的信號(hào) 測(cè)試余量。

此外，在USB4中，我們要參考路由器主機(jī)或路由器設(shè)備組件通道預(yù)算。利好是我們?cè)趫?zhí)行USB4一致性測(cè)試時(shí)（其在TP2和TP3測(cè)試點(diǎn)上執(zhí)行），TP2和TP3測(cè)試點(diǎn)的連接或設(shè)置仍是一樣的。新的測(cè)試要求和挑戰(zhàn)USB4中出現(xiàn)了許多新的測(cè)試要求，同時(shí)帶來了需要解決的對(duì)應(yīng)的測(cè)試挑戰(zhàn)。第一步是發(fā)射機(jī)預(yù)置校準(zhǔn)(Transmitter Present Calibration),這是發(fā)射機(jī)測(cè)試的前提步驟。在這一測(cè)試中，我們捕獲全部16個(gè)預(yù)置波形，然后測(cè)量數(shù)據(jù)確定性抖動(dòng) (DDJ)。在USB4中，在通路初始化過程中，接收機(jī)會(huì)請(qǐng)求改變預(yù)置值，對(duì)被測(cè)參數(shù)可能并不會(huì)使用比較好的預(yù)置值。因此，比較好先驗(yàn)證和測(cè)量所有其他預(yù)置值，然后再執(zhí)行發(fā)射機(jī)測(cè)試。USB2.0信號(hào)質(zhì)量測(cè)試中的測(cè)試模式設(shè)置？

Type - C的接口是雙面的，也就是同 一 時(shí)刻只有TX1+/TX1 一 或者TX2+/TX2 - 引腳上會(huì)有USB3 . 1信號(hào)輸出，至于哪 一面有信號(hào)輸出，取決于插入的方向。如圖3 . 18所 示，默認(rèn)情況下DFP設(shè)備在CC引腳上有上拉電阻Rp,UFP設(shè)備在CC引腳上有下拉電阻 Ra,根據(jù)插入的電纜方向不同，只有CCl或者CC2會(huì)有連接，通過檢測(cè)CCl或者CC2上的 電壓變化，DFP和UFP設(shè)備就能感知到對(duì)端的插入從而啟動(dòng)協(xié)商過程。

信號(hào)質(zhì)量的測(cè)試過程中，由于被測(cè)件連接的是測(cè)試夾具，并沒有真實(shí)地對(duì)端設(shè)備插入，這就需要人為在測(cè)試夾具上模擬電阻的上下拉來欺騙被測(cè)件輸出信號(hào) USB3.0一致性測(cè)試數(shù)據(jù)；信號(hào)完整性測(cè)試USB測(cè)試故障

USB3.0發(fā)送信號(hào)測(cè)試時(shí)要求有那些？信號(hào)完整性測(cè)試USB測(cè)試故障

由于數(shù)據(jù)速率提升，能夠支持的電纜長(zhǎng)度也會(huì)縮短。比如USB2.0電纜長(zhǎng)度能夠達(dá)到5m,USB3.0接口支持的電纜長(zhǎng)度在5Gbps速率下可以達(dá)到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源電纜技術(shù)只能達(dá)到1m。USB4.0標(biāo)準(zhǔn)中通過提升芯片性能，在10Gbps速率下可以支持2m的電纜傳輸，而在20Gbps速率下也能支持0.8m的無源電纜。隨著新的更高速率接口的產(chǎn)生，原有的USB連接器技術(shù)也在不斷改進(jìn)。圖3.2是一些類型的USB2.0和USB3.0連接器類型。其中，Type-C是隨著USB3.x標(biāo)準(zhǔn)推出的新型高性能連接器，也可以向下兼容提供USB2.0的連接。

對(duì)于不同類型連接器的主機(jī)、設(shè)備、電纜來說，其傳輸通道損耗的要求也不一樣。圖3.3 是USB3. 1標(biāo)準(zhǔn)中各種速率和接口類型組合對(duì)于鏈路損耗的要求(損耗值對(duì)應(yīng)的是Nyquist 頻點(diǎn)，即信號(hào)數(shù)據(jù)速率的1/2頻率處),在具體電路設(shè)計(jì)和測(cè)試中可以參考。 信號(hào)完整性測(cè)試USB測(cè)試故障