手把手教你如何進(jìn)行USB3.0接收機(jī)測試

圖2. USB 3.0接收機(jī)測試設(shè)置。

接收機(jī)測試的設(shè)備設(shè)置與受壓眼圖校準(zhǔn)類似，也是把DUT插入測試環(huán)路中。但它不是把信號直接輸回分析儀，而是碼型發(fā)生器發(fā)出的測試信號流經(jīng)DUT的接收機(jī)，“環(huán)回”通過發(fā)射機(jī)(所以叫作“環(huán)回”)，再向回通過適配器，到達(dá)誤碼檢測器。與誤碼檢測器的連接質(zhì)量應(yīng)盡可能高。(參見圖2)

對抖動容限測試，測試儀器必須能夠執(zhí)行誤碼檢測，追蹤BER。BERT、某些協(xié)議分析儀和示波器等儀器擁有這種功能。

環(huán)回是USB 3.0鏈路狀態(tài)中的一種，在這種狀態(tài)下，設(shè)備把它收到的比特向回發(fā)送到發(fā)射機(jī)。如果接收機(jī)發(fā)生錯誤，那么誤碼將發(fā)回到發(fā)射機(jī)及下行分析儀進(jìn)行檢測。為發(fā)起環(huán)回，必須在碼型發(fā)生器和DUT之間執(zhí)行一系列握手。

USB 3.0采用8b/10編碼，與8b/10b編碼系統(tǒng)中常見的情況一樣，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)可能位于略微不同的時鐘頻率上，收到的數(shù)據(jù)流恢復(fù)的時鐘可能并不完全等于發(fā)射機(jī)的時鐘頻率。在接收機(jī)測試環(huán)回模式下，這種頻率不匹配會給DUT帶來問題，比特進(jìn)入的速度可能會快于其向回發(fā)出的速度，或反之。為補(bǔ)償頻率不匹配，可以使用時鐘補(bǔ)償符號，在從接收機(jī)向回傳送到發(fā)射機(jī)時，這些符號要么刪除，要么插入數(shù)據(jù)流中。例如，如果恢復(fù)的時鐘頻率小于(慢于)發(fā)射機(jī)時鐘頻率，那么應(yīng)增加符號，反之亦然。USB 3.0采用SKP符號進(jìn)行時鐘補(bǔ)償。

可以設(shè)置BERTScope BSA系列，處理輸入數(shù)據(jù)流中這種數(shù)量不確定的時鐘補(bǔ)償符號，通常稱為異步BER測試。這對某些BERT可能很難，因為BER一般通過比較輸入數(shù)據(jù)流與已知數(shù)據(jù)碼型測得。通過保持計算錯幀數(shù)，協(xié)議分析儀可能會能夠處理這種測試模式。

最后注意，USB 3.0規(guī)范對BER測試包括兩種環(huán)回。第一種如前所述，收到的比特被向回重傳到分析儀進(jìn)行BER測試。第二種依賴DUT，追蹤自己的BER，并在嵌入特殊碼型(稱為有序集合)的比特中向回報告這個值。但是，最新的一致性測試規(guī)范沒有包括第二種方法。

一旦已經(jīng)校準(zhǔn)受壓眼圖，DUT和設(shè)備已經(jīng)進(jìn)行測試設(shè)置，DUT已被置于環(huán)回模式，那么可以準(zhǔn)備測試DUT的接收機(jī)。

抖動容限測試應(yīng)用特定SJ頻率中不同的SJ幅度，來測試接收機(jī)。一般來說，SJ頻率越低，SJ幅度會越高，因為這些頻率很好地落在接收機(jī)時鐘恢復(fù)的環(huán)路帶寬范圍內(nèi)，因此可以追蹤出來。在SJ頻率接近并超過環(huán)路帶寬時，SJ幅度會在小于1 UI的幅度上置平。高于接收機(jī)環(huán)路帶寬的抖動將不會被追蹤出來，將向回傳送到接收機(jī)的判定電路。

USB 3.0 CTS規(guī)定，應(yīng)使用3x1010個比特測試容限曲線上的每個SJ點(diǎn)。如果在任何SJ測試點(diǎn)上檢測到一個以上的錯誤，那么DUT測試失敗。

對正確的USB 3.0接收機(jī)測試，測試體系完全基于采用校準(zhǔn)后的受壓眼圖輸入的抖動容限。對接收機(jī)檢定和調(diào)試，BERTScope BSA系列把校準(zhǔn)后的受壓眼圖設(shè)置與自動功能融合在一起，保證成功的接收機(jī)測試調(diào)試環(huán)境。

對合規(guī)性測試，泰克AWG7000與泰克示波器和TekExpress自動軟件相結(jié)合，提供了可靠的選擇。

圖3.環(huán)回BER的USB 3.0接收機(jī)檢定測試設(shè)置。

圖4.使用AWG和示波器檢測錯幀。

使用AWG進(jìn)行接收機(jī)合規(guī)性測試

檢定接收機(jī)的主要依據(jù)是確定有效誤碼率。通過使用AWG7000之類碼型發(fā)生器的自動功能，已知碼型被發(fā)送到接收機(jī)上，在接收機(jī)比較器之后檢驗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在外部通過接收機(jī)內(nèi)部環(huán)回機(jī)制校驗。接收機(jī)測試的一個挑戰(zhàn)是生成要求的測試碼型，在被測器件內(nèi)部發(fā)起測試模式。這些測試模式包括強(qiáng)迫發(fā)射機(jī)“重復(fù)”檢測到的數(shù)據(jù)，在重新定時后，通過發(fā)射機(jī)發(fā)出，然后調(diào)用內(nèi)部誤碼檢測狀態(tài)。任意波形發(fā)生器(AWG)的優(yōu)勢是能夠順序經(jīng)過要求的鏈路訓(xùn)練，可以進(jìn)入接收機(jī)環(huán)回，發(fā)出環(huán)回誤碼率測試(BERT)命令。圖3和圖4顯示了在AWG順序通過下面的步驟時，在測試發(fā)起和誤碼檢測中使用環(huán)回BERT方法測試主機(jī)的流程實(shí)例。泰克DSA70000實(shí)時示波器可以采集和解碼接收機(jī)發(fā)出的誤碼數(shù)。