技术文章
Technical articles
USB3.0一致性测试
发布时间：2023-10-11 14:56:10
北京淼森波信息技术有限公司
USB3.0又称为SuperSpeed USB，比特率高达5Gbps，相比目前USB2.0的480Mbps的速率，提高了10倍以上。USB3.0和USB2.0相比有着非常本质的区别，USB3.0有两对高速差分线分别进行信号的发送和接收，为全双工工作模式，且使用了多种高速处理技术，如均衡、预加重等，对此进行全面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、接收端测试、线缆测试等，因此需要多种仪器进行测试。Tektronix为USB3.0的测试提供了非常领先完整的解决方案。
USB3.0接口· 电路图
《淼森波实验室》USB3.0一致性测试仪器：
1、Tektronix DSA71254示波器;
2、Tektronix USB3.0夹具；
3、USB3.0测试软件；
4、Tektronix TCA-SMA；
5、Tektronix BSA125C。
USB3.0发射机物理层测试
1、发射机测试及规范要求
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。
2、测试仪器及测试方法
发射机测试原理上只需要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即可。而为了获得更好的测试效果，USB3.0规范规定针对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。因此在进行不同的测试项目时需要用户去设定被测DUT来输出所需要的码型，这样不仅会降低测试效率，而且对于很多系统级用户来说是很难去设置DUT的，因此如何能使这样的测试更加自动化？如果测试仪器能够和DUT进行握手，在需要什么类型的测试码时候给DUT发指令要求其输出这样的码，则不仅将解决设置的问题，而且将会使得发射机物理层信号测试变得非常的自动化。《淼森波实验室》实施的测试方案就具备这一功能。
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，并根据示波器上的一致性测试软件的提示去切换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。
USB3.0接收机物理层测试
1、接收机测试及规范要求
由于USB3.0速率比较高，因此规范规定不仅要测试发射机信号，同时还要测试接收机信号，USB3.0测试规范规定了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。
2、测试仪器及测试方法
Tektronix的BSA125C是一款专门针对高速串行标准如USB3.0、PCIE3.0等的接收端测试而研制的。它的全名叫带有协议能力的接收端和发送端容限测试仪。它与传统的BERT误码测试仪的最大的区别之一就是其具有协议握手能力，能与被测DUT实现握手通信，这样就可以非常方便的让DUT进入到接收机测试所需要的环回（Loopback）模式。
具体测试方法是先结合示波器对BSA125C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，连接BSA125C和被测DUT，通过BSA125C的协议握手能力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，BSA125C即开始发送带有抖动和预加重的CP0一致性测试码，开始误码的测试和分析。
