USB 2.0电气一致性测试

在USB 2.0 电气一致性测试中，在通用情况、传输、接收、数据包参数、速度识别、暂停/恢复状态、高速中继器、主机等方面作了要求。为了保证测试的准确性，USB-IF 要求当使用另外的USB线缆时必须选用合规线缆。
USB在传输过程中，主要使用D+、D-两根线作为数据传输线，采用差分传输方式保证信号的完整性。编码方式是NRZI（ No Return Zero-Inverse，非归零反相编码）。
测试方面主要参考Universal Serial Bus Specification 和 USB 2.0 Electrical Compliance Test Specification 两个标准，以及相应的ECN文件增删。
详细文件可访问 compliance.usb.org 获得

全速信号完整性测试

1、针对全速设备的上行数据流需要在远端测试，并根据接口的电气类型使用不同长度的合规线缆。这是因为、在传输一定距离之后会被串联电阻导致电压下降而无法区分信号电平。
标准 type B 接口 —— 5m长线缆
mini B接口 —— 4.5m长线缆
micro B 接口 —— 2m 长线缆
type C 接口 —— 4m 长线缆
不可拆卸线缆 —— 使用该线缆即可
2、针对全速设备的下行数据流同样需要远端测试，对A口采用5m线缆，C口采用4m线缆
3、低速设备一般应具有不可拆卸线缆，直接测试该设备即可
4、现在不需要对多级 USB HUB 之后的特性进行测试
5、高速设备需要通过一个全速 HUB 降速至全速来进行测试
6、电气一致性测试过程中对数据包类型没有限制，可采集绘制眼图即可
7、测试过程使用有源差分探头配合夹具使用即可

下行数据测试

全速信号逆电压测试

自带供电的全速设备插入后，不得对主机进行反向供电以避免对主机发生影响，容易使主机无法启动、损坏端口、无法传输数据等。
测试过程中，若VBUS上没有3.3V电压，则测试时D+上面不允许有电压。
由于是DC测试，使用夹具以及万用表或者示波器测试即可。

全速信号浪涌测试

设备在插入主机时，负载不应该过大（＜50μC），否则会造成其他端口断连或者触发过流保护。
该测试需要在最差环境下进行测试，即使是有外部供电的设备也需要在无外部供电情况下进行测试。而type-C双角色端口设备（如手机和笔记本）需要在sink 模式下面开始进行测试。
HUB的浪涌电压的测试大小必须小于330mV（10%电压）。这个问题必须通过限制涌流和在每个集线器中提供足够的电容来防止提供给其他端口的电力超出公差来解决。
测试需要使用夹具独立引出VBUS供电线路，并使用示波器配合电流探头对浪涌电流情况进行测试。连接之后，通过按动夹具上的放电按钮对设备进行放电，进行电流放电测试；示波器将会采集到相应的电流数据。

高速设备测试

请注意区分USB 2.0高速（480Mbits）和全速设备（12Mbits）之间差别。高速设备向下兼容全速设备。这些测试测量了发射机执行有效的高速信号的能力。在上游和下游端口上测量高速信号质量。

J/K/SE0_NAK测试

该项测试使用HESTT强制设备进入TEST_J、TEST_K以及SE0_NAK模式后，对D+、D-上电压进行测量。
该项测试用于确保数据线不传输时电平的稳定，对于所有类型的端口都需要进行测试。
测试结果需要符合以下结果：

高速眼图测试

高速眼图测试是USB2.0高速部分中最重要的测试，可以展示绝大部分的信号完整性，对抖动、上升速度等等都可以进行判断。因此这种测试需要多进行几次，以确保结果的准确性。眼图测试结果必须通过。
对于typeC的设备，正插和反插都需要进行测试

测试设备要求

高速测试测量了发射机执行有效的高速信号的能力。在上游和下游端口上测量高速信号质量。使用最小带宽为2.5GHz的50Ω输入。通过高质量的SMA电缆（≤50cm）连接到夹具（不再使用有源差分探头）。使用USB_IF工具USBET分析信号质量。

Chirp测试

Chirp测试是针对主机和设备之间进行高速协商过程中的测试，用于识别高速设备。
当协商不成功，设备将会返回全速状态（12Mbits）。
该项测试是对USB控制器极强的考验，应该通过测试。
测试时，参考USB 2.0 Electrical Compliance Test Specification对测试波形的描述。

休眠和唤醒

休眠和唤醒测试主要针对设备、HUB 和 windows主机，使用HSET软件进入测试模式。
而嵌入式设备通常不予考虑，假如支持唤醒，则用PIDVID软件进入测试模式。
对于设备，在空闲状态(3ms无数据包)，需在125μs内进入挂起状态，保存地址并回到全速状态。
测试时，使用示波器监控唤醒过程中的总线波形。
同样地，该项测试对USB控制器是极强的考验，应该通过测试。

高速包参数测试

该项测试主要观察上游和下游信令的几个重要的数据包特性：包括以下内容：

响应时间
主机SOF同步和EOP位

主机测试时，使用HSET进入测试模式SINGLE_STEP_SET_FEATURE。之后通过示波器捕获第三份数据包，测量32位的SYNC以及8位EOP等步骤。
对于HUB，测试结果会有不同：可以减少4位的SYNC，以及增加4位的EOP。并且响应时间也会有更大的延迟。
测试时，可以使用示波器上的软件选件进行分析，降低人工识别的烦恼。
该项测试同样依赖USB控制器，应该通过测试

接收灵敏度测试

接收灵敏度主要针对的是接收过程中对待测设备对主机的灵敏度，包含以下几个部分：

当接收机输入低于100mV差分振幅时，显示抑制（即从不接收数据包）。
当接收器输入超过150mV差分振幅时，不表示抑制（即可靠地接收数据包）。
高速设备的传输包络检波器必须足够快，能够允许HS接收机检测数据传输，实现DLL锁定，并在12位时间内检测SYNC字段的结束。

测试时，使用HSET使设备进入测试模式SE0_NAK，之后断开USB的数据线，用任意波形发生器或者脉冲发生器生成不同幅度的数据包，利用示波器检查返回信号是否为NAK。

VBUS Drop测试

VBUS Drop测试主要是针对设备的用电情况。在现在不少设备都采用USB供电，但是不少产品不合格，导致电压下降。
测试是，通过示波器连接至待测端口夹具，利用负载测试板上电阻提供负载。根据不同的设备类型，选择不同的负载电流，并保证在该负载电流下VBUS不得低于以下值：

VBUS Droop测试

VBUS Droop测试在drop测试的基础上针对主机或者HUB上有多个下游端口的情况。其中会在一个端口上施加一秒开关一次的动态负载，观察动态负载对VBUS的影响。Droop效应应该小于330mV

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