USB3.0認(rèn)證的新測試要求和應(yīng)對方案詳解

表2. SuperSpeed USB 發(fā)送端一致性測試碼型

抖動和眼高的測量是通過對100萬個連續(xù)比特(UI)進行分析而得到，需要使用均衡器功能和適當(dāng)?shù)臅r鐘恢復(fù)設(shè)置（二階鎖相環(huán)、或稱為PLL，10 Mhz環(huán)路帶寬，0.707的阻尼系數(shù)）。通過分析被測數(shù)據(jù)樣本，可以外推出10-12誤碼率(BER)下的抖動值。例如，通過外推算法，把測得的RJ (rms)乘以14.069，可以得到10-12誤碼率下RJ(PK-PK)。

圖2. 標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)射機一致性測試設(shè)置，包括參考測試通道和線纜。測試點2 (TP2)距被測器件(DUT)最近，測試點1 (TP1)是遠(yuǎn)端測量點。

在TP1采集信號后，可以使用SigTest軟件處理數(shù)據(jù)，這與PCI Express官方的一致性測試方法類似。對需要預(yù)測試一致性、檢定或調(diào)試的應(yīng)用，希望可以進一步了解電路在各種條件或參數(shù)下的特點。裝有USB 3.0分析軟件的高帶寬示波器提供了Normative和Informative方式的物理層發(fā)射端自動測量。省掉了手動配置的步驟，大大節(jié)約了測量時間。

在測試完成后，詳細(xì)的Pass/Fail測試報告標(biāo)記出哪里可能發(fā)生設(shè)計問題。如果在不同測試地點（如公司實驗室、測試中心）結(jié)果不一致，可以使用之前測試時保存的波形數(shù)據(jù)重新分析(離線測量)。

如果要求更多的分析，可以使用抖動分析和眼圖分析軟件，調(diào)試和檢定電路。例如，可以一次顯示多個眼圖，允許工程師分析不同時鐘恢復(fù)設(shè)置或軟件通道模型的影響。此外，可以使用不同的濾波器，分析SSC的影響，解決系統(tǒng)互操作能力問題。

均衡考慮因素

由于明顯的通道衰減，SuperSpeed USB要求某種形式的補償，張開接收機上的眼圖。發(fā)射機上采用均衡技術(shù)，其采用去加重的形式。規(guī)定的標(biāo)稱去加重比是3.5 dB，用線性單位表示為1.5倍。例如，在跳變比特電平為150 mVp-p時，非跳變比特電平為100 mVp-p。

CTLE標(biāo)準(zhǔn)均衡實現(xiàn)方案包括片內(nèi)技術(shù)、有源接收機均衡或無源高頻濾波器，如線纜均衡器上使用的濾波器。這一模型特別適合一致性測試，因為它非常簡便地描述了傳輸函數(shù)。CTLE通過頻域中的一系列極點和零點，在特定頻率上達(dá)到峰值(Peak)。

CTLE實現(xiàn)方案的設(shè)計要比其它技術(shù)簡單，能耗要低于其它技術(shù)。然而，在某些情況下，由于適應(yīng)性、精度和噪聲放大方面的限制，僅僅使用CTLE實現(xiàn)方案可能是不夠的。其它技術(shù)包括前向反饋均衡(FFE)和判定反饋均衡(DFE)，通過對數(shù)據(jù)樣點加權(quán)一些補償系數(shù)來補償通道損耗。

CTLE和FFE是線性均衡器。因此，這兩種技術(shù)都會提升高頻噪聲，而產(chǎn)生信噪比劣化。但是，DFE在反饋環(huán)路中使用非線性元器件，使噪聲的放大達(dá)到最小，補償碼間干擾(ISI)。圖3示例了一個經(jīng)過傳輸通道明顯衰減的5Gbps 信號，和使用去加重、CLTE和DFE均衡技術(shù)處理之后的信號。

圖3. 去加重(藍(lán)色)、長通道(白色)、CTLE (紅色)和三階DFE (灰色)對5-Gbit/s信號(黃色)產(chǎn)生的不同效果。