山西设备USB物理层测试

自1995年USB1.0的规范发布以来，USB(UniversalSerialBus)接口标准经过了20多年的持续发展和更新，已经成为PC和外设连接使用的接口。USB历经了多年的发展，从代的USB1.0低速(LowSpeed)、USB1.1全速(FullSpeed)标准，逐渐演进到第2代的USB2.0高速(HighSpeed)标准和第3代的USB3.0超高速(SuperSpeed)标准。这些标准目前都已经得到的应用。后来，为了应对eSATA、ThunderBolt等标准对USB标准的威胁，USB协会又分别在2013年和2017年发布了USB3.1及USB3.2的标准。在USB3.1标准中新定义了10Gbps速率以及对Type-C接口的支持；在USB3.2标准中，又基于Type-C接口提供了对X2模式的支持，可以通过收发方向各捆绑2条10Gbps的链路实现20Gbps的数据传输。而新的USB4.0标准已经于2019年发布，可以通过捆绑2条20Gbps的链路实现40Gbps的接口速率。表3.1是USB各代总线的技术对比。USB3.0眼图测试方法 USB3.0物理层测试 USB3.0眼图测试。山西设备USB物理层测试

4.USB4.0Sideband信号测试因为USB4.0需要通过Type-C连接器的SBU1、SBU2等sideband信号完整复杂的初始化和协议控制，所以测试规范对它们的电气特性测试做了详细的要求。这部分测试比较简单，使用通用示波器和万用表就可以很方便的完成，感兴趣的同学可以直接参考测试规范。小结：是德科技提供了完整的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。并且，这些方案已经在实际中得到验证，表现优异。山西设备USB物理层测试USB物理层测试是否包括插头、插座的机械强度测试？

为了模拟传输通道对信号的影响，USB协会提供了相应的测试夹具。每套测试夹具由很多块组成，可以模拟相应的PCB走线并在中间插入测试电缆。这些测试夹具通过组合可以进行发送信号质量的测试，也可以进行接收容限的测试，或者进行接收容限测试前的校准。图3.4是USB协会提供的针对10Gbps的A型接口主机及Micro-B型接口外设的测试夹具。除了使用真实的测试夹具和电缆来模拟传输通道对信号的影响外，实际测试中还可以用示波器的S参数嵌入功能来模拟加入传输通道影响，这样可以简化测试连接，也避免了夹具反复插拔造成的特性变化。图3.5是使用夹具直接引出信号，并通过示波器中的S参数嵌入功能进行通道嵌入的典型的USB3.0的信号质量测试环境。

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。USB 2.0与USB 3.0的物理层测试是否有区别？

USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0每一代的数据速率都有非常大的提升。需要注意的是，在USB3.1规范推出后，之前USB3.0中定义的5Gbps速被称为Genl速率，新定义的10Gbps被称为Gen2速率。而在2019年发布的USB4.0规范中，新增的20Gbps速率被称为Gen3速率。USB3.0和之后的标准都采用了双总线架构(图3.1),即在USB2.0的基础上增加了超高速总线部分。超高速总线的信号速率达到5Gbps、10Gbps甚至20Gbps,采用全双工方式工作。以PC上普遍使用的Type-A连接器为例，为了支持更高速率的信号传输，就在原有USB2.0的4根线(Vbus、Gnd、D+、D-)基础上新增加了5根信号线，包括2对差分线和1根屏蔽地线(如果是Type-C连接器则增加更多)。原来的4根线完全兼容原来的USB2.0设备；新增的这两对差分线采用全双工作模式，一对线负责发送，另一对线负责接收，发送和接收都可实现5Gbps或以上速率的数据传输。克劳德高速数字信号测试实验室地址：深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区如何测试USB接口的统一分析仪特性？山西设备USB物理层测试

USB物理层测试是否需要考虑对自校准能力的测试？山西设备USB物理层测试

3.USB4.0回波损耗测试高速串行信号传输速率越高，信号的射频微波化趋势就越明显，20Gb/s的数字信号的Nyquist频率已经高达10GHz。这种情况下，测试信号的时域指标已经越来越难以保证信号的质量；因此从Thunderbolt3.0开始，发送端在正常传输数据时的回波损耗测试也变成了一个必须的测试项目，USB4.0当然也不例外。USB4.0定义了发送端和接收端差分回波损耗及共模回波损耗四个测试项目。USB4.0回波损耗测试的实际连接和结果示意图。它需要一台至少20GHz带宽、带TDR选件的网络分析仪，同时被测体通过USB4ETT软件和USB4.0Microcontroller产生PRBS31的测试码型。是德科技提供详细的操作步骤和网络分析仪设定文件(StateFile)供大家参考。山西设备USB物理层测试