USB3.0的物理層接收端的測試方法
USB簡介
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/106228.htmUSB(Universal Serial Bus)即通用串行總線,用于把鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、MP3、U盤等外圍設(shè)備連接到計(jì)算機(jī),它使計(jì)算機(jī)與周邊設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)化,從2000年以后,支持USB2.0版本的計(jì)算機(jī)和設(shè)備已被廣泛使用,USB2.0包括了三種速率:高速480Mbps、全速12Mbps、低速1.5Mbps。目前除了鍵盤和鼠標(biāo)為低速設(shè)備外,大多數(shù)設(shè)備都是速率達(dá)480M的高速設(shè)備。
盡管USB2.0的速度已經(jīng)相當(dāng)快,對于目前高清視頻和動(dòng)輒GByte的數(shù)據(jù)傳輸還是有些慢,在2008年11月,HP、Intel、微軟、NEC、ST-NXP、TI聯(lián)合起來正式發(fā)布了USB3.0的V1.0規(guī)范。USB3.0又稱為Super Speed USB,比特率高達(dá)5Gbps,相比目前USB2.0的480Mbps的速率,提高了10倍以上,引用Intel專家Jeff Ravencraft的話:“以25GB的文件傳輸為例,USB2.0需要13.9分鐘,而3.0只需70秒左右。”25GB,正好是單面單層藍(lán)光光盤的容量。USB3.0預(yù)計(jì)將在2010年逐漸在計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品上使用。
力科于2009年4月發(fā)布了USB3.0的物理層測試解決方案,能提供端到端的互操作測試和兼容性測試,包括了Transmitter測試、Receiver測試、TDR測試。此外,力科還提供了業(yè)界領(lǐng)先的USB3.0協(xié)議層測試方案。
USB3.0的Transmitter測試
對于USB3.0的Transmitter測試,為了測量到5次諧波,需要帶寬12.5GHz以上的示波器,力科的SDA813Zi帶寬13GHz,采樣率40GSamples/s(最高可達(dá)80GS/s),配合USB3.0一致性測試軟件QualiPHY、眼圖醫(yī)生軟件和測試夾具,可以快速完成USB3.0的發(fā)送端Compliance測試和調(diào)試分析。
QualiPHY軟件可以使USB3.0發(fā)送端的各項(xiàng)測試自動(dòng)化,并生成多種格式的測試報(bào)告。在QualiPHY的USB3.0測試軟件中,包括差分電壓擺幅測試、去加重比值測試(De-emphasis ratio test)、眼圖和抖動(dòng)測試、擴(kuò)頻時(shí)鐘測試(Spread Spectrum Test),圖1所示為報(bào)告中的整體測試項(xiàng)目概覽,列出了測試項(xiàng)目對應(yīng)的Spec的條目,測試項(xiàng)目的名稱,當(dāng)前測試結(jié)果,測試判定條件等。
在發(fā)送端測試中,通常需要消除USB3.0的測試夾具引入的損耗和反射。如下圖1所示為USB3.0發(fā)送端測試示意圖:夾具插到待測試芯片的USB口,夾具上通過PCB的傳輸線USB口引出到4個(gè)SMA連接頭(USB3的TX和RX各兩個(gè)),然后用SMA接口的同軸電纜連接到示波器。由于夾具上的連接器、過孔、傳輸線等會(huì)使信號(hào)發(fā)生衰減、色散或者反射,導(dǎo)致示波器測量到的信號(hào)有所惡化。力科的眼圖醫(yī)生軟件包括了夾具去嵌功能,只需輸入夾具的S參數(shù)模型文件(可由VNA或者TDR測量得到),即可計(jì)算出沒有夾具時(shí)測量到的信號(hào)的波形與眼圖。
如圖2左下部分所示為示波器測量的USB3.0信號(hào)去嵌后測量到的眼圖,圖1右下部分是示波器直接測量到的眼圖(即未作夾具去嵌的眼圖),相比后者,前者的上升下降沿更陡峭,眼輪廓清晰,眼張得更開。從這個(gè)比較圖中可以看到力科的去嵌技術(shù)可以消除測試夾具的負(fù)面作用。使用夾具去嵌功能后,可以更加準(zhǔn)確的測量電壓擺幅和去加重的比值。
圖1: 力科一致性測試軟件QualiPHY產(chǎn)生的報(bào)告一部分
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