USB测试故障

每一代USB新的标准推出，都考虑到了对前一代的兼容能力，但是一些新的特性可能只能在新的技术下支持。比如USB3.2的X2模式、USB4.0的20Gbps速率、更强的供电能力及对多协议的支持等，都只能在新型的Type-C连接器上实现。由于USB总线的信号速率已经很高，且链路损耗和链路组合的情况非常复杂，所以给设计和测试验证工作带来了挑战，对于测试仪器的功能和性能要求也与传统的USB2.0差别很大。下面将详细介绍其相关的电气性能测试方法。由于涉及的标准众多，为了避免混淆，我们将把USB3.0、USB3.1、USB3.2标准统称为USB3.x,并与USB4.0标准分开介绍。USB3.0发送信号测试时要求有那些？USB测试故障

选择测试项目，一般情况，工程师都会选择全部测试项，这样才能完整的按照规范要求进行测试，当然，这也要看测试目的，如果只是debug，那么可以选择相对应的选项即可，这样可以节约测试时间。

配置测试条件。一般使用默认设置，常用的调整配置item有：使用的示波器通道，测试码型，测试的UI数，自动切换测试码型。

连接测试系统，包含示波器、夹具和DUT。测试软件会指示工程师的每一步连接，连接完成后，

将被测件接入夹具，观察示波器是否捕捉到参考波形，如参考波形和示波器显示波形相同，点击成这两个操作后，点击OK。

这套测试软件可以免除费时的手动设定示波器、放置光标以及用USB2.0规格比较测试结果的麻烦。如图所示，能够自动以总结和详细报告形式显示量测结果。 USB测试执行标准USB2.0信号质量测试中的测试模式设置？

USB接口测试USB3.0测试USB-IF标准随着USB技术在消费电子产品和其他电子产品上的快速发展和普及应用，USB性能规范和符合性测试变得越来越重要。如果生产商希望在产品上粘贴符合USB-IF标准的USB认证标志，任何附有USB端口的产品，例如电脑、手机、音视频产品以及其他电子设备等都必须进行USB测试。是获得认可的测试实验室，完全符合USB-IF的标准，可帮助制造商获得USB认证，并在产品上粘贴USB标志。为满足行业发展的需要，提供的USB测试服务，包括USB一致性测试、USB性能测试以及USB产品调试实验室租赁服务。

测试服务USB测试服务包括：高速、全速、低速USB设备测试外部装置主机内插卡集线器系统集成电路电线组件连接器USBOTG

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。 USB3.0一致性测试环境；

USB4.0的接收容限测试

对于USB4.0的接收端来说，主要进行的是接收容限测试，用于验证接收端在压力信号(StressedElectricalSignal)下的表现。具体的测试项目包括压力信号的误码率测试(BER)、突发误码率测试(MultiError-Burst)、频率偏差(FrequencyVariations)、回波损耗(ReturnLoss)等。

误码率的测试要在压力信号下进行，因此需要先用高速误码仪的码型发生器产生带预加重、正弦抖动(PJ)、随机抖动(RJ)、扩频时钟(SSC)、共模噪声(ACCM)的信号，并用高带宽示波器进行压力信号校准。校准完成后再把压力信号注入被测件，在不同的正弦抖动幅度和频率下进行误码率测试。在USB4.0的接收容限测试中，需要做两种场景的测试：Casel的测试中没有插入USB电缆，模拟链路损耗小的情况；Case2的测试中要插入2m USB2.0一致性测试内容；USB测试故障

USB3.0测试信号的波形；USB测试故障

由于数据速率提升，能够支持的电缆长度也会缩短。比如USB2.0电缆长度能够达到5m,USB3.0接口支持的电缆长度在5Gbps速率下可以达到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源电缆技术只能达到1m。USB4.0标准中通过提升芯片性能，在10Gbps速率下可以支持2m的电缆传输，而在20Gbps速率下也能支持0.8m的无源电缆。随着新的更高速率接口的产生，原有的USB连接器技术也在不断改进。图3.2是一些类型的USB2.0和USB3.0连接器类型。其中，Type-C是随着USB3.x标准推出的新型高性能连接器，也可以向下兼容提供USB2.0的连接。

对于不同类型连接器的主机、设备、电缆来说，其传输通道损耗的要求也不一样。图3.3 是USB3. 1标准中各种速率和接口类型组合对于链路损耗的要求(损耗值对应的是Nyquist 频点，即信号数据速率的1/2频率处),在具体电路设计和测试中可以参考。 USB测试故障

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