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USB 3.2电气一致性测试

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单独针对USB 3.2 电气一致性测试的项目数量略有降低；但USB是向下兼容的设备，需要同时满足USB 2.0 的电气测试结果。
对于 USB3.2，物理层测试包括发射机 LFPS（低频周期信号）、SSC（扩频时钟）、抖动、眼图测试和接收机合规性。
由于USB 3.2 内分为Gen1、Gen2、Gen2x2，分别对应5Gbps、10Gbps、20Gbps三种不同速率。其中Gen1和Gen2由于只采用了一对高速数据线，因此对于type A（扁口）、type B（方口）仍然适用。而Gen2x2由于内部变成两对高速数据线，导致与A/B口失去兼容性，只能使用typeC接口。因此测试时需要针对相应的接口选择夹具。

测试设备要求

实时示波器

  • 带宽建议≥16GHz
  • 采样速率：80GSample/s，至少同时采集2通道
  • 存储深度：大于50MSample每通道
  • 第一和第二顺序时钟数据恢复功能
  • CTLE和DFE的均衡功能
  • 抖动测量功能
  • 加嵌/去嵌功能
  • 配套高阻探头

附件

  • 测试夹具（按需选择）
  • 有源或无源线缆
  • 信道PCB板

WaveMaster 8 Zi-B Oscilloscopes


LabMaster 10 Zi-A Oscilloscopes

码型发生器

生成信号，具有多种模式，抖动注入能力。
  • 数据速率：≥20Gbps
  • 数据码型：PRBS15, PRBS31, 方波
  • 差分振幅范围：0-2Vpp，10mV步进
  • 20%-80%上升时间：≥10ps
  • 内在抖动：≤400fs RMS
  • 随机抖动轮廓不小于500MHz
  • 均衡模式
  • 能够创建符合USB3.2基本要求的RX CLK开关SSC配置文件
  • 内置一个SJ抖动源

MP1900A BERT

LFPS（低频周期信号）

低频周期信令(LFPS)用于处于低功率链路状态的链路的两个端口之间的侧带通信。当一个链接正在沟通时，或当下游端口发出热重启以重置链接时，也会使用它。
针对LFPS，需要分别进行 TX 和 RX 测试

LFPS TX 测试

1.将DUT连接到一个简单的breakout测试夹具。如果DUT是由总线供电的设备，请断开总线电源。
2.打开被测设备的电源（如果DUT为总线供电设备，则连接总线供电），让设备通过Rx.Detect状态到Polling.LFPS 子状态
3.触发由DUT发送的初始LFPS burst，并捕获前五个burst进行分析。
4.测量以下LFPS参数，并与USB3.2的规范要求进行比较：

LFPS RX 测试

该测试用于验证DUT低频周期信号接收机识别的LFPS信号的电压波动和占空比都在规范允许的范围内。包括通过改变附加的LFPS参数来测试LFPS接收机的测试。
RX测试的方式与TX测试相近
1.将DUT连接到一个简单的breakout测试夹具。如果DUT是由总线供电的设备，请断开总线电源。
2.打开被测设备的电源（如果DUT为总线供电设备，则连接总线供电），让设备通过Rx.Detect状态到Polling.LFPS 子状态
3.触发由DUT发送的初始LFPS突发，并使用以下参数向DUT发送LFPS信号：
      1.tPeriod：50 ns.
      2.差模峰峰值输出电压： 800 mV.
      3.占空比 ： 50%
4.如果设备识别出LFPS并开始发送TXEQ序列，则测试通过
5.按照以下差模峰峰值输出电压、占空比的变化，重复以上测试。


传输眼图测试

眼图测试验证在符合标称发射器均衡的合规性测试端口测量，并经过适当的通道和后处理后，满足眼宽、确定性抖动和随机抖动要求。
根据不同的接口类型，需要使用不同的夹具和线缆满足测试要求。如：针对设备的typeC接口，连接方式为：待测设备>> USB 3.1 设备夹具 1C >> 示波器 (内嵌 7dB 线缆 + 主机/设备 PCB)。

使用的示波器针对5GT/s，则采样速率需不小于40GSample；对于10GT/s，则要求示波器采样速率不小于80GSample/s。
同时示波器还应具有加嵌/去嵌功能，用于满足对测试线缆的加嵌或去嵌。同时，示波器应具有抖动测量功能，用于分离眼图中的抖动


10GT/s TX EQ测试

TX EQ测试用于验证发射机是否满足传输均衡化的要求，该项测试只针对Gen2以上产品
10GT/s TX EQ测试步骤：
1.使用夹具，断开电源。
2.对于设备，接上供电，让设备通过Rx.Detect状态到达Compliance状态。
3.如果是typeC接口，只需针对一边进行测试即可
4.发送一个PING.LFPS信号到待测设备RX端口，开始传输CP13模式信号，并用高速示波器上以不超过12.5ps （≥80GSample/s）的单位间隔捕获至少2,000,000个单位间隔（200微秒）的波形。
5.重复步骤4，捕捉CP14和CP15模式的信号。
6.使用SigTest Transmitter Equalization 测试选件来读取记录的CP13、CP14 和 CP15 波形，并计算得到TX EQ。所有TX EQ必须在其规定的范围内。



扩频时钟测试

所有端口都需要具有扩频时钟(SSC)调制。允许为两个不同的组件提供相同的SSC时钟，但不是必需的，因此可以异步生成SSC。没有指定SSC配置文件，并且是特定于供应商的。因此测试不是也不是必需的。

在目前越来越高速传输的接口会产生电磁干扰(EMI)，USB-IF协会使用了展频频率SSC (Spread Spectrum Clock)的方式来降低传输讯号在同一个频率上的频谱振幅，也进而减少了电磁干扰。SSC的原理类似我们的频率调变(Frequency Modulation)，对传输讯号做一个三角波周期的频率调变。


接收机抖动容限测试

该测试验证了接收机在多个频率上存在确定性和随机抖动的情况下能够正常工作。抖动特性由USB3.2规范定义。为了减少测试时间，接收机采用误码比(BER)为10-10下进行测试。

接收机测试是在测试系统和被测设备中使用异步SSC时钟进行的。测试系统的SSC应在最大规定的SSC频率(33KHz)下为三角形，向下分布为5000ppm。测试系统SSC应满足旋转率的规格限制。

抖动容忍度测试配置

抖动容限测试针对5GT/s 、 10GT/s 分别有不同的限值。同时typeC接口测试时，需要翻转面进行测试

抖动容限曲线
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