Misenbo开放实验室推出USB3.0测试服务
摘要:USB3.0又称为SuperSpeedUSB,比特率高达5Gbps,相比目前USB2.0的480Mbps的速率提高了10倍以上。Intel的芯片组也将很快支持USB3.0接口。USB3.0有两对高速差分线分别进行信号的发送和接受,为全双工工作模式,且使用了多种告诉处理技术,如均衡、预加重等;对此进行的物理层一致性测试是非常重要的,USB3.0规范要求进行多个项目的测试,如发送端测试、接受端测试、线缆测试等,因此需要多种仪器进行测试。
一、USB3.0高速线缆性能测试
1)USB3.0高速线缆计规范要求介绍
为了高速传输信号,USB3.0采用了全双工的通信方法,有两对告诉差分线来进行发送数据和接受数据的传输。
USB3.0线缆及其横截面
为了确保USB3.0的高速线缆具有良好的信号完整性,确保能高质量传输5Gbps速率的信号,USB3.0规范对其线缆特性做了特别的要求如:
高速屏蔽线缆的特征阻抗为:90 ohms +/- 7ohms (使用快沿上升时间为200ps(10%-90%)的TDR进行测量)。
高速屏蔽线缆对内的两条线缆之间的偏移要小于:15ps/m (使用快沿上升时间为200ps(10%-90%)的TDT进行测量)。
高速连接器的阻抗变化范围为90 ohms +/- 15 ohms (使用快沿上升时间为50ps(20%-80%)的TDR进行测量)。
高速屏蔽线缆不同频率下的差分插入损耗SDD12。
高速差分对之间的近端串扰(Near-End Crosstalk)。
高速差分对内两条信号之间的串扰,包括近端串扰和远端串扰(Near-End/Far-End Crosstalk)。
高速差分对的差模和共模转换比(Differential-to-Common Mode-Coversion)。
具体测试方法是将USB3.0的线缆两端分别连接到夹具上,然后通过夹具上的SMA同轴头和SPARQ的SMA线缆连接到SPARQ测试仪上,实现S参数(包含传输损耗、近端串扰、远端串扰等参数)、TDR阻抗、传输延时等参数的测量。
USB3.0线缆测试连接示意图
1)发射机测试及规范要求介绍
发射机信号质量测试是所有低速、高速信号都会要求测试的项目。主要内容有信号的幅度、眼图、抖动、上升时间等。USB3.0规范也对发射机信号的物理层特性做了严格的要求。
一台高带宽示波器,加上相应的测试夹具、一致性测试软件、预加重均衡仿真软件。为了获得更好的测试效果,不同的测试项目需要使用不同的一致性测试码型,比如说眼图/Tj/Dj测量需要使用CP0一致性测试码、SSC(扩频时钟)/Rj测量需要使用CP1测试码、去加重测量需要CP7码、差分信号摆幅测试需要CP8码。
具体的测试方法是将被测DUT的Tx端通过夹具和SMA同轴线缆连接到示波器上进行测试,并根据示波器上的提示去切换DUT输出相应的一致性测试码,软件会自动采集1百万个UI码进行测试。测试连接图和测试结果报告如下图所示:
发射机测试连接示意图
测试报告(LFPS部分)
三、USB3.0接收机物理层测试
1)接收机测试
接收机一致性测试时需要注入到CP0一致性测试码中的Sj,Rj,Equalization,Amplitude Swing等。在实际调试中,不仅需要进行一致性测试还需要进行抖动容限测试。
接收机测试连接示意图
接收机容限测试需要注入的抖动参数
这时候就需要一台误码仪,具体测试方法是先结合示波器按照USB3.0规范设定的信号抖动、幅度等输出的各项参数进行校准,校准完后,将误码仪连接测DUT,然后会发送一系列的训练码使得被测DUT进入环回(Loopback)测试模式,DUT进入环回模式以后再开始误码的测试和分析。连接示意图如下图所示。
接收机测试连接示意图
接收机测试设置步骤及测试结果
基于示波器的USB3.0的协议层分析功能
原创作者:北京淼森波信息技术有限公司