USB 3.0實測評鑒與報告：快速領略問題癥結與解決方案

 

　　問題分享二：LFPS低頻周期信號的振幅不符合規(guī)范(800 mV<= X <=1.200mV)。

　　在驗證USB 3.0的過程中，另一項重要的測試LFPS(Low Frequency Periodic Signaling)信號，目的為驗證LFPS在經過一定的傳輸信號長度后，其衰減值是否仍在規(guī)范之內，以確保USB 3.0的傳輸速度與質量。

　　首先，根據(jù)USB 3.0的規(guī)范指出，其LFPS差分訊號的正常范圍應屬800 mV至1200mV之間。在測試我們選用的USB3.0產品時發(fā)現(xiàn)，其差分訊號測得604.4mV，并不符合協(xié)會規(guī)范。因此，我們從訊號的衰減因素著手進行解決方案，發(fā)現(xiàn)原因是由訊號復元組件也就是Repeater(Redriver)所造成，現(xiàn)今許多裝置為了方便消費者使用，外嵌許多USB接口，但不是每個接口都直接建置在主機版上，為了讓更多的USB接口可以延伸到各個位置，需要透過額外加的Cable來延長，這時訊號的傳遞就可能受到Chip與接口傳輸距離過長造成訊號質量嚴重衰減。此時透過Repeater可讓原始訊號在經過延長后的傳輸距離后作一個重整與還原的動作，使訊號維持一定的強度。但Repeater的參數(shù)(EX: Gain)若調整不正確，將會造成錯誤的行為及振幅，而在我們重新更換過Repeater之后，立即發(fā)現(xiàn)如圖四的結果，其差分訊號下降至1080.4mV并符合協(xié)會規(guī)范。

　　這項問題肇因即可說明，如果USB 3.0主機芯片和連接器之間的距離太長，就會出現(xiàn)訊號幅度明顯衰減的狀況。若為了改善此情況而加入Repeater，其參數(shù)必須調整至一個最適當?shù)闹?。Repeater所重整還原出來的訊號不一定符合系統(tǒng)或規(guī)范要求，有時候訊號經過Repeater的重整還原之后，雖然訊號強度得到了補償;但因參數(shù)調整不正確，使其訊號振幅過大超出規(guī)范，所以Repeater的使用需要經過精密的設定與驗證，才能得到最正線的傳輸訊號的穩(wěn)定質量?！　?/p>

 

　　問題分享三：從hybrid sleep恢復后，系統(tǒng)會發(fā)生重置動作或USB裝置無法續(xù)傳。

　　不同于前兩項屬于electrical或硬件端的問題，我們觀察到也有因為軟件設定而導致測試失敗。這次我們用USB協(xié)會定義使用的三項USB產品(known good device)來作主機軟件端的兼容性測試時發(fā)現(xiàn)，其中一項產品在從睡眠模式(hybrid sleep)中恢復后，會產生系統(tǒng)reset或USB傳輸中斷的狀況。根據(jù)協(xié)會規(guī)范，當USB正在傳輸檔案時，即使進入睡眠模式后再重新啟動，應要做續(xù)傳的動作，如果發(fā)生停止或reset的狀況即為測試失敗。

　　因此，我們從這個問題肇因可以發(fā)現(xiàn)USB傳輸效能與系統(tǒng)供電的關聯(lián)性。其他兩項USB產品皆是屬于Self -Power的產品，因此在系統(tǒng)進入hybrid sleep后在重新復蘇啟動OS時，由于產品自我供電的特性，使產品不會因為所連接的Host中斷V_BUS供電而在回到操作系統(tǒng)時做reset的動作，使原本的傳輸中斷。反之，在這個測試出現(xiàn)失敗的產品中，因為是屬Bus-Power產品，其供電接來自于所連接的Host，因此從hybrid sleep蘇醒時，其產品會因Host供應的V_BUS不足(或中斷)導致來不及在回到操作系統(tǒng)前完成resume的動作，造成reset或中斷傳輸?shù)膭幼??；旧?，我們推測其為產品BIOS的問題，因此在我們更換過產品的BIOS后，即可解決此供電狀況的問題(如圖五和圖六)。特別的是，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)今許多USB產品為了主打省電的功能，各家的BIOS都不盡相同;但為符合協(xié)會規(guī)范，其最低要求是系統(tǒng)從hybrid sleep的狀態(tài)恢復時，至少要能來得及反應并啟動OS，才不會造成其他裝置動作出現(xiàn)中斷或系統(tǒng)發(fā)生reset的情況。