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时间:2024年08月16日 来源:

USB4.0的规范是2021年5月份发布的”USB4SpecificationVersion1.0withErrataandECNthroughOct.15,2020”;测试规范是2021年7月份发布的”USB4ElectricalComplianceTestSpecificationV1.02”。因为USB4.0需要支持有源电缆和无源电缆两种应用场景,针对的测试点分别是TP2和TP3,即通俗讲的近端测试和远端测试。在进行远端测试时,需要考虑无源电缆的影响。因为一根实体的无源电缆很难完整的表征所有恶劣的场景,包括插入损耗、回波损耗、串扰等,为了保证测试的一致性和可重复性,发动端测试都是用软件的算法,利用示波器嵌入S参数/传递函数的方式,实现参考链路的模拟。同时,为了保证测试精度,USB4.0要求示波器在进行信号捕获前,需要通过去嵌(De-embedded)的方式去除测试电缆的影响。如何测试USB设备的功耗?USB测试USB物理层测试眼图测试

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Type-C的接口是双面的,也就是同一时刻只有TX1+/TX1一或者TX2+/TX2-引脚上会有USB3.1信号输出,至于哪一面有信号输出,取决于插入的方向。如图3.18所示,默认情况下DFP设备在CC引脚上有上拉电阻Rp,UFP设备在CC引脚上有下拉电阻Ra,根据插入的电缆方向不同,只有CCl或者CC2会有连接,通过检测CCl或者CC2上的电压变化,DFP和UFP设备就能感知到对端的插入从而启动协商过程。信号质量的测试过程中,由于被测件连接的是测试夹具,并没有真实地对端设备插入,这就需要人为在测试夹具上模拟电阻的上下拉来欺骗被测件输出信号USB测试USB物理层测试眼图测试如何测试USB接口的传输速率?

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和发送端测试类似,  USB4.0 需要支持有源电缆 (Case 1) 和无源电 缆 (Case 2) 两种应用场景,接收端对应的测试点分别是 TP3’和 TP3。既然信号源需要提供一个标准的符合规范的压力信号进行 接收端测试,  就必须采用示波器对压力信号进行校准,  保证信号 源发出的信号经过不同的夹具、电缆后到达测试点各压力成分均 满足规范的要求。同时在接收端测试时,  我们需要准备两条被 USB-IF 协会认证过的无源电缆,  2M 长的 USB4.0 Gen2(10Gb/s) 无源 电缆和 0.8M 长的 USB4.0 Gen3(20Gb/s) 无源电缆,  模拟恶劣的链 路环境。

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。USB4.0 电气测试方案,包括发送端测试、接收端测试、回波损耗测试Sideband信号测试。

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根据应用场景的不同,这个“Long Channel”的定义也不同。比如对于 A型接口5Gbps速率的主机的测试,它模拟的是3m长电缆+5英寸PCB走线的影响;对 于B型接口外设的测试,它模拟的是3m长电缆+11英寸PCB走线的影响。因此,USB3.x 的信号质量测试中,5Gbps速率下不同设备类型或者接口类型下嵌入的参考通道模型可能 不一样,测试结果也就可能不一样。但对于10Gbps信号来说,由于USB协会定义的主机 和外设端允许的通道损耗是对称的(都是8.5dB),所以对于主机和外设的测试来说,其嵌入 的通道模型就是一样的。USB物理层测试的目的是什么?USB测试USB物理层测试眼图测试

USB物理层测试是否需要考虑差分信号的匹配性?USB测试USB物理层测试眼图测试

测试过程Tektronix示波器对于USB2.0这类接口的测试都有非常完善的测试解决方案,这些方案都是标准流程化的,只要进入到软件测试界面即可按照流程图一步一步的往下进行测试。下面是测试时的相关设置和注意事项:在测试前,首先要预热、校准示波器(大约20分钟)、线缆需要做de-skew。这一步非常的关键,特别是线缆做de-skew,因为很多时候线缆与线缆之间有一些偏差,如果不做de-skew就会导致在差分信号的正端和负端引入系统误差。然后就开启测试USB2.0软件TDSUSB2TestApp,USB测试USB物理层测试眼图测试

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