(1)速度快:接口的傳輸速度高達(dá)480 Mbit/s,完全能滿足高速數(shù)據(jù)交換的要求; (2)連接簡單快捷:所有的 USB設(shè)備利用通用的連接器,無需打開主機(jī)機(jī)箱就可簡單方便地連人計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)熱拔插; (3)無需外接電源:USB電源向低壓設(shè)備提供 5V電源; (4)有不同的帶寬和連接距離:USB 2.0提供全速與高速 2種傳輸數(shù)率規(guī)格,使用戶有足夠的帶寬供新的外設(shè)使用; (5)良好的兼容性:系統(tǒng)檢測到 1.1版本的接口類型時(shí),會自動(dòng)按照 12 Mbit/s的速度傳輸 ,而其他采用2.0版本的外設(shè)還是能以2.0所規(guī)定的速率傳輸。USB3.0的總線架構(gòu)展示?浙江USB測試代理商
USB電纜/連接器測試和USB2.0相比,USB3.0及以上產(chǎn)品的信號帶寬高出很多,電纜、連接器和信號傳輸路徑驗(yàn)證變得更加重要。圖3.39是規(guī)范中對支持10Gbps信號的Type-C電纜的插入損耗(InsertionLoss)和回波損耗(ReturnLoss)的要求。
很多高速傳輸電纜的插損和反射是用頻域的S參數(shù)的形式描述的,頻域傳輸參數(shù)的測 試標(biāo)準(zhǔn)是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)。另外,對于電纜來說還有一些時(shí)域參數(shù),如差分阻抗和 不對稱偏差(Skew)等也必須符合規(guī)范要求,這兩個(gè)參數(shù)通常是用TDR/TDT來測量。目前 很多VNA已經(jīng)可以通過增加時(shí)域TDR選件(對頻域測試參數(shù)進(jìn)行反FFT變換實(shí)現(xiàn))的方 式實(shí)現(xiàn)TDR/TDT功能。另外,USB Type-C電纜上要測試的線對數(shù)量很多,通過模塊化的 設(shè)計(jì),VNA可以在一個(gè)機(jī)箱里支持多達(dá)32個(gè)端口,因此所有差分電纜/連接器的測試項(xiàng)目 都可以通過一 臺多端口的VNA來完成。圖3.40是用多端口的VNA配合測試夾具進(jìn)行 Type-C 的USB 電纜測試的例子。 HDMI測試USB測試銷售廠USB3.0對于電纜傳輸損耗的要求;
每一代USB新的標(biāo)準(zhǔn)推出,都考慮到了對前一代的兼容能力,但是一些新的特性可能只能在新的技術(shù)下支持。比如USB3.2的X2模式、USB4.0的20Gbps速率、更強(qiáng)的供電能力及對多協(xié)議的支持等,都只能在新型的Type-C連接器上實(shí)現(xiàn)。由于USB總線的信號速率已經(jīng)很高,且鏈路損耗和鏈路組合的情況非常復(fù)雜,所以給設(shè)計(jì)和測試驗(yàn)證工作帶來了挑戰(zhàn),對于測試儀器的功能和性能要求也與傳統(tǒng)的USB2.0差別很大。下面將詳細(xì)介紹其相關(guān)的電氣性能測試方法。由于涉及的標(biāo)準(zhǔn)眾多,為了避免混淆,我們將把USB3.0、USB3.1、USB3.2標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)稱為USB3.x,并與USB4.0標(biāo)準(zhǔn)分開介紹。
根據(jù)應(yīng)用場景的不同,這個(gè)“Long Channel”的定義也不同。比如對于 A型接口5Gbps速率的主機(jī)的測試,它模擬的是3m長電纜+5英寸PCB走線的影響;對 于B型接口外設(shè)的測試,它模擬的是3m長電纜+11英寸PCB走線的影響。因此,USB3.x 的信號質(zhì)量測試中,5Gbps速率下不同設(shè)備類型或者接口類型下嵌入的參考通道模型可能 不一樣,測試結(jié)果也就可能不一樣。但對于10Gbps信號來說,由于USB協(xié)會定義的主機(jī) 和外設(shè)端允許的通道損耗是對稱的(都是8.5dB),所以對于主機(jī)和外設(shè)的測試來說,其嵌入 的通道模型就是一樣的。USB3.0信號和協(xié)議測試?
USB4.0的發(fā)送端信號質(zhì)量測試
在 發(fā) 送 端 測 試 中 , 需 要 用 U S B 4 . 0 的 測 試 夾 具 在 T P 2 點(diǎn) ( 即 T y p e - C 的 輸 出 接 口 ) 把 被 測 信 號 引 出 , 并 接 入 示 波 器 測 試 , 測 試 中 示 波 器 會 通 過 軟 件 嵌 入 傳 輸 通 道 ( 對 G e n 2 速 率 是 嵌 入 2 m 電 纜 , 對 G e n 3 速 率 是 嵌 入 0 . 8 m 電 纜 ) 的 影 響 , 并 用 模 仿 接 收 端 的 均 衡 器 對 信 號 均 衡 后 再 進(jìn) 行 眼 圖 相 關(guān) 參 數(shù) 的 測 試 。 U S B 4 . 0 的 數(shù) 據(jù) 速 率 很 高 , 對 于 G e n 2 速 率 的 主 機(jī) 和 外 設(shè) 測 試 來 說 , 測 試 規(guī) 范 建 議 使 用 至 少 1 6 G H z 帶 寬 的 示 波 器 ; 對 于 G e n 3 速 率 的 主 機(jī) 和 外 設(shè) 測 試 來 說 , 測 試 規(guī) 范 建 議 使 用 至 少 2 1 G H z 帶 寬 的 示 波 器 。 圖 3 . 3 2 是 典 型 U S B 4 . 0 的 發(fā) 送 端 信 號 質(zhì) 量 測 試 環(huán) 境 , 測 試 中 通 過 測 試 夾 具 連 接 被 測 件 和 示 波 器 , 并 通 過 U S B 4 的 控 制 器 控 制 被測件發(fā)出不同的預(yù)加重的測試碼型 。 USB主機(jī)的低速和全速信號質(zhì)量測試時(shí)的連接;浙江USB測試代理商
示波器在USB2.0一致性分析測試方案;浙江USB測試代理商
USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0每一代的數(shù)據(jù)速率都有非 常大的提升。需要注意的是,在USB3.1規(guī)范推出后,之前USB3.0中定義的5Gbps速被稱為Genl速率,新定義的10Gbps被稱為Gen2速率。而在2019年發(fā)布的USB4.0規(guī)范中,新增的20Gbps速率被稱為Gen3速率。
USB3.0和之后的標(biāo)準(zhǔn)都采用了雙總線架構(gòu)(圖3.1),即在USB2.0的基礎(chǔ)上增加了超高速總線部分。超高速總線的信號速率達(dá)到5Gbps、10Gbps甚至20Gbps,采用全雙工方式工作。以PC上普遍使用的Type-A連接器為例,為了支持更高速率的信號傳輸,就在原有USB2.0的4根線(Vbus、Gnd、D+、D-)基礎(chǔ)上新增加了5根信號線,包括2對差分線和1根屏蔽地線(如果是Type-C連接器則增加更多)。原來的4根線完全兼容原來的USB2.0設(shè)備;新增的這兩對差分線采用全雙工作模式,一對線負(fù)責(zé)發(fā)送,另一對線負(fù)責(zé)接收,發(fā)送和接收都可實(shí)現(xiàn)5Gbps或以上速率的數(shù)據(jù)傳輸。
克勞德高速數(shù)字信號測試實(shí)驗(yàn)室地址:深圳市南山區(qū)南頭街道中祥路8號君翔達(dá)大廈A棟2樓H區(qū) 浙江USB測試代理商
USB3.x發(fā)送端信號質(zhì)量測試在進(jìn)行USB3.x發(fā)送端信號質(zhì)量測試時(shí),會要求測試對象發(fā)出特定的測試碼型,用實(shí)時(shí)示波器對該碼型進(jìn)行眼圖分析,并測量信號的幅度、抖動(dòng)、平均數(shù)據(jù)率及上升/下降時(shí)間等。雖然看起來好像比較簡單,但實(shí)際上USB3.x針對超高速部分的信號測試與傳統(tǒng)USB2.0的測試方法有較大的不同,包括很多算法的處理和注意事項(xiàng)。首先,由于USB3.x信號速率很高,且信號的幅度更小,因此測試中需要更高帶寬的示波器。對于5Gbps信號的測試,推薦使用至少12.5GHz帶寬的示波器;對于10Gbps信號的測試,推薦使用至少16GHz帶寬的示波器。其次,對于USB3.x發(fā)送端測試,其測試的參考點(diǎn)不是...