测试服务USB测试方案

USB测试

这个测试对于激励源即误码仪的码型发生部分的要求很高。首先，其要能产生高质量 的高速数据流，码型发生器固有抖动要非常小才不会影响正常的抖动容限测试；其次，要能 在数据流调制上幅度、频率精确可控的抖动分量。抖动分量中除了要有随机抖动外，还要有 不同频率和幅度的周期抖动，图3.22是对接收容限测试中需要添加的各种抖动分量以及信 号幅度、预加重的要求。测试要在多种频率的周期抖动条件下进行并保证在所有情况下误 码率都小于1.0×10- 12

克劳德高速数字信号测试实验室

地址：深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 USB2.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；测试服务USB测试方案

USB测试

USB3. 1的Type-C的外设接收容限的典型测试环境，测试系统中心是 一 台高性能的误码仪。误码仪可以产生5～10Gbps的高速数据流，同时其内部集成时钟恢 复电路、预加重模块、噪声注入、参考时钟倍频、信号均衡电路等。接收端的测试中用到了 USB协会提供的测试夹具和1m长的USB电缆，用于模拟实际链路上电缆以及Host/ Device上PCB走线造成的ISI 的影响。

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地址：深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 测试服务USB测试方案USB2.0一致性测试环境；

USB测试，需要被测件能够发出不同速率的测试码型以及不同的预加重设置。被测件发送信号的控制需要通过USB4的微控制器，这个控制器可以在USB协会提供的ETT(ElectricalTestTool)软件的控制下和被测设备交互，并控制被测设备输出需要的测试码型。为Wilder公司提供的USB4.0的测试夹具及控制器。在有些示波器的USB4的信号质量自动测试软件中，也集成了ETT软件的控制脚本。这样在测试过程中，用户只需要选择需要测试的速率和项目，测试软件就会根据不同的项目设置被测件的状态，而不需要每次运行不同测试项目时等待用户手动进行烦琐的被测件状态设置。USB4.0自动测试软件的测试环境设置、测试项目选择以及运行测试项目的界面。

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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地    址： 深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 USB3.0的总线架构展示？

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。 示波器在USB2.0一致性分析测试方案；测试服务USB测试方案

USB3.0对于电缆传输损耗的要求；测试服务USB测试方案

对于捕获到的数据波形的分析，可以使用USB协会提供的Sigtest软件或者示波 器厂商的自动测试软件。Sigtest是USB协会提供的进行USB3.0等总线分析的官方分析 软件，但是需要用户手动捕获码型、切换码型、进行示波器触发设置等，操作比较烦琐，且设 置不对可能影响捕获的波形或分析的结果。

由于USB3.x的测试涉及被测件类型、速率、均衡器、测试脚本调用、传输通道设置等非 常多的因素，而且不同的测试项目需要在不同的测试码型下进行，设置不当可能测试结果完 全不对，所以 一般建议使用用的自动测试软件配合示波器进行测试。图3 . 7是在示波器 中安装的USB3 . x自动测试软件的设置界面。通常用户只需根据设置向导选择相应的测试项目，然后按照向导连接DUT并把DUT设置成正确的模式即可自动运行测试，软件会自 动捕获波形并测试生成html格式的测试报告。测试软件中还会自动调用设置好的通道模 型和均衡器，以及内置的USB协会发布的SigTest脚本，从而简化了手动操作，并可以 保证测试算法完全符合USB协会对信号分析的要求。 测试服务USB测试方案