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)的測試標準是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)。另外,對于電纜來說還有一些時域參數(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)可以通過增加時域TDR選件(對頻域測試參數(shù)進行反FFT變換實現(xiàn))的方式實現(xiàn)TDR/TDT功能。另外,USBType-C電纜上要測試的線對數(shù)量很多,通過模塊化的設(shè)計,VNA可以在一個機箱里支持多達32個端口,因此所有差分電纜/連接器的測試項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配合測試夾具進行Type-C的USB電纜測試的例子。USB4.0 Sideband 信號測試?DDR測試USB物理層測試PCI-E測試
新USB4標準新USB4標準引入了16種新的預(yù)置值,也就是說,發(fā)射機均衡現(xiàn)在有16種不同的組合。較USB 3.2發(fā)射機,這是一個很大的變化,前者支持1個前沖電平和3個加重電平。USB4采用雙重角色數(shù)據(jù)操作,使主機到主機通信成為可能。USB4接收機測試和鏈路/通路初始化中的巨大差異之一,是它采用邊帶通道進行通信。USB4接收機測試不同于傳統(tǒng) USB 3. 2接收機測試?,F(xiàn)在,USB4接收機測試采用機載誤碼計數(shù)器,來計算BER,因此我們現(xiàn)在需要USB4微控制器,來同時執(zhí)行發(fā)射機測試和接收機測試。DDR測試USB物理層測試PCI-E測試USB物理層測試的目的是什么?
USB3.x的測試碼型和LFPS信號在測試過程中,根據(jù)不同的測試項目,被測件需要能夠發(fā)出不同的測試碼型,如表3.2所示。比如CPO和CP9是隨機的碼流,在眼圖和總體抖動(TJ)的測試項目中就需要被測件發(fā)出這樣的碼型;而CP1和CP10是類似時鐘一樣跳變的數(shù)據(jù)碼流,可以用于擴頻時鐘SSC以及隨機抖動(RJ)的測試。還有一些碼型可以用于預(yù)加重等項目的測試,供用戶調(diào)試使用。根據(jù)USB3.1的LTSSM(LinkTrainingandStatusStateMachine)狀態(tài)機的定義(圖3.8),在通過上下拉電阻檢測到對端的50Ω負載端接后,被測件就進入Polling(協(xié)商)階段。在這個階段,被測件會先發(fā)出Polling.LFPS的碼型和對端協(xié)商(LFPS的測試,后面我們還會提到),如果對端有正?;貞?yīng),就可以繼續(xù)協(xié)商直至進入Uo的正常工作狀態(tài);但如果對端沒有回應(yīng)(比如連接示波器做測試時),則被測件內(nèi)部的狀態(tài)機就會超時并進入一致性測試模式(ComplianceMode),在這種模式下被測件可以發(fā)出不同的測試碼型以進行信號質(zhì)量的一致性測試
為了模擬傳輸通道對信號的影響,USB協(xié)會提供了相應(yīng)的測試夾具。每套測試夾具由很多塊組成,可以模擬相應(yīng)的PCB走線并在中間插入測試電纜。這些測試夾具通過組合可以進行發(fā)送信號質(zhì)量的測試,也可以進行接收容限的測試,或者進行接收容限測試前的校準。圖3.4是USB協(xié)會提供的針對10Gbps的A型接口主機及Micro-B型接口外設(shè)的測試夾具。除了使用真實的測試夾具和電纜來模擬傳輸通道對信號的影響外,實際測試中還可以用示波器的S參數(shù)嵌入功能來模擬加入傳輸通道影響,這樣可以簡化測試連接,也避免了夾具反復(fù)插拔造成的特性變化。圖3.5是使用夾具直接引出信號,并通過示波器中的S參數(shù)嵌入功能進行通道嵌入的典型的USB3.0的信號質(zhì)量測試環(huán)境。如何測試USB 3.0接口的超級速度線纜的性能?
計算傳輸速率:根據(jù)測試結(jié)果,計算實際的傳輸速率。傳輸速率可以通過以下公式計算:速率=傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量/傳輸所需的時間。驗證結(jié)果:將計算得出的傳輸速率與USB2.0標準規(guī)定的比較高傳輸速率(480Mbps)進行比較,判斷設(shè)備的傳輸速率是否符合規(guī)范要求。需要注意的是,在進行傳輸速率測試時,確保測試環(huán)境穩(wěn)定,并避免其他因素干擾測試結(jié)果,如電腦性能、USB端口質(zhì)量等。此外,為了獲得準確有效的測試結(jié)果,建議多次測試并取平均值來得到更可靠的傳輸速率數(shù)據(jù)。通過傳輸速率測試,可以評估USB2.0設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸過程中的性能表現(xiàn),確保設(shè)備能夠達到預(yù)期的傳輸速率,滿足用戶的需求和期望。如何測試USB接口的連接穩(wěn)定性?DDR測試USB物理層測試PCI-E測試
USB物理層測試是否需要考慮不同的數(shù)據(jù)傳輸模式?DDR測試USB物理層測試PCI-E測試
USB2.0測試的目的是確保USB2.0設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸和供電方面的性能和功能符合規(guī)范,并能夠穩(wěn)定可靠地工作。以下是USB2.0測試的重要性:確保數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量:USB2.0設(shè)備通過USB接口進行數(shù)據(jù)傳輸,測試可以驗證設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率和穩(wěn)定性。這有助于確保設(shè)備能夠快速、準確地傳輸數(shù)據(jù),避免數(shù)據(jù)丟失或損壞,提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。保證供電能力:USB2.0接口不僅用于數(shù)據(jù)傳輸,還可以為許多設(shè)備提供電源供應(yīng)。USB2.0測試可以確保設(shè)備的電源輸出穩(wěn)定,電壓和電流在規(guī)定范圍內(nèi),從而保證設(shè)備能夠正常供電,并滿足設(shè)備的電力需求。DDR測試USB物理層測試PCI-E測試
由于數(shù)據(jù)速率提升,能夠支持的電纜長度也會縮短。比如USB2.0電纜長度能夠達到5m,USB3.0接口支持的電纜長度在5Gbps速率下可以達到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源電纜技術(shù)只能達到1m。USB4.0標準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。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標準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。對于不同類型連接器的主機、...