usb3.0的测试难点与物理层测试探讨.pdfVIP

2002 年 Intel 将 USB2.0 端口整合到计算机南桥芯片 ICH4 上的举动，推动了 USB2.0 的普及。 USB2.0 版本支持三种速率：高速 480Mbps 、全速 12Mbps 以及低速 1.5Mbps 。随着电子行 业的快速发展， 480Mbps 对于蓝光 DVD 、高清视频、 TB 级别大容量硬盘的数据传输而言已 经稍显不足，于是在 2008 年 11 月， HP 、Intel 、微软、 NEC 、ST-NXP 、TI 等公司联合起来 正式发布了 USB3.0 的 V1.0 规范。 USB3.0 又称为 SuperSpeed USB，比特率高达 5Gbps，如 图 1 所示， 使用 USB2.0 拷贝 25GB 的文件需要 14 分钟， 3.0 却只需 70 秒左右， 而 25GB 恰 好是单面单层蓝光光盘的容量。 USB3.0 预计将在 2011 年逐步在计算机和消费电子产品中亮 相， 因此目前就 USB 3.0 的测试问题展开讨论十分必要。 本文在介绍 USB 3.0 测试难点以及 力科解决方案的同时，也将就 USB3.0 的物理层测试内容进行重点讨论。 图 1：USB2.0 与 USB3.0 的速度对比 USB3.0 的测试难点 目前在 USB3.0 的物理层测试中主要存在以下难点： 1. 发送端 (TX) 的全部测试需要不同的兼容性测试码型 (全部测试需要 CP0/CP1/CP7/CP8) ，而 对于 USB3.0 的板级开发工程师来说，去配置 PUT 发送出不同的测试码型比较困难； 2. 接收端 (RX) 的测试需要让待测试产品 (PUT) 进入环回 (Loopback) 模式，而板级开发工程师 很难让 PUT 的芯片进入环回模式来测试其误码和抖动容限； 3. TX 和 RX 都是兼容性测试的必测项目， 但是目前的测试方案需要多台仪器， TX 和 RX 的 测试结果分别出现在两台仪器上， 生成两个独立的测试报告， 测试的配置和操作过程非常复 杂，完成全部项目测量需要很长时间。 解决上述难点， 可以考虑采用力科必威体育精装版的 USB3.0 物理层测试方案。 图 8 、9 即为力科 USB3.0 的解决方案示意图， 测试仪器和附件由带宽 13GHz 以上的示波器、 PeRT3、RF Switch 、USB3.0 测试夹具等组成。 图 8：USB3.0 的全自动测试原理示意图 在 TX 测试时，信号的传输链路如图 8 的上半部分所示， 力科示波器通过 USB 电缆控制 PeRT3， PeRT3 通过同轴电缆向 PUT 的 RX 端发送 Ping.LFPS ，PUT 的 TX 连接到示波器的通道。 PeRT 每发送一次 Ping.LFPS ，则 PUT 的 TX 发送的码型在 CP0 到 CP8 之间切换一次 ( 比如从 CP0 变为 CP1，或从 CP8 变为 CP0) ，这样就无需测试人员去配置 PUT 发送不同的测试码型。 通 过 PeRT3，力科的 QualiPHY 软件会自动控制 PUT 发送不同的测试码型， 完成 TX 的所有测 试。 在 RX 测试时，示波器通过 GPIB 接口控制 RF Switch 切换到另一链路， 如图 8 下部分所示， PeRT3 的码型发生器输出的加入抖动的信号先通过 Compliance Test Channel( 由 Intel 的 11 英 寸背板和 3 米 USB3.0 电缆组成 )，然后连接到 USB3 夹具， 进入 PUT 的 RX 端，PUT 的 TX 端通过夹具，把信号发送给 PeRT3 的 Error Dector 端。 图 2：力科的 USB3.0 测试夹具