手把手教你如何進(jìn)行USB3.0接收機(jī)測(cè)試

圖2. USB 3.0接收機(jī)測(cè)試設(shè)置。

接收機(jī)測(cè)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(cè)試環(huán)路中。但它不是把信號(hào)直接輸回分析儀，而是碼型發(fā)生器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)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(cè)器。與誤碼檢測(cè)器的連接質(zhì)量應(yīng)盡可能高。(參見圖2)

對(duì)抖動(dòng)容限測(cè)試，測(cè)試儀器必須能夠執(zhí)行誤碼檢測(cè)，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(cuò)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(cè)。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(shí)鐘頻率上，收到的數(shù)據(jù)流恢復(fù)的時(shí)鐘可能并不完全等于發(fā)射機(jī)的時(shí)鐘頻率。在接收機(jī)測(cè)試環(huán)回模式下，這種頻率不匹配會(huì)給DUT帶來問題，比特進(jìn)入的速度可能會(huì)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(shí)鐘補(bǔ)償符號(hào)，在從接收機(jī)向回傳送到發(fā)射機(jī)時(shí)，這些符號(hào)要么刪除，要么插入數(shù)據(jù)流中。例如，如果恢復(fù)的時(shí)鐘頻率小于(慢于)發(fā)射機(jī)時(shí)鐘頻率，那么應(yīng)增加符號(hào)，反之亦然。USB 3.0采用SKP符號(hào)進(jìn)行時(shí)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(shí)鐘補(bǔ)償符號(hào)，通常稱為異步BER測(cè)試。這對(duì)某些BERT可能很難，因?yàn)锽ER一般通過比較輸入數(shù)據(jù)流與已知數(shù)據(jù)碼型測(cè)得。通過保持計(jì)算錯(cuò)幀數(shù)，協(xié)議分析儀可能會(huì)能夠處理這種測(cè)試模式。

最后注意，USB 3.0規(guī)范對(duì)BER測(cè)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(cè)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(bào)告這個(gè)值。但是，最新的一致性測(cè)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(cè)試設(shè)置，DUT已被置于環(huán)回模式，那么可以準(zhǔn)備測(cè)試DUT的接收機(jī)。

抖動(dòng)容限測(cè)試應(yīng)用特定SJ頻率中不同的SJ幅度，來測(cè)試接收機(jī)。一般來說，SJ頻率越低，SJ幅度會(huì)越高，因?yàn)檫@些頻率很好地落在接收機(jī)時(shí)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(shí)，SJ幅度會(huì)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(dòng)將不會(huì)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(gè)比特測(cè)試容限曲線上的每個(gè)SJ點(diǎn)。如果在任何SJ測(cè)試點(diǎn)上檢測(cè)到一個(gè)以上的錯(cuò)誤，那么DUT測(cè)試失敗。

對(duì)正確的USB 3.0接收機(jī)測(cè)試，測(cè)試體系完全基于采用校準(zhǔn)后的受壓眼圖輸入的抖動(dòng)容限。對(duì)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(dòng)功能融合在一起，保證成功的接收機(jī)測(cè)試調(diào)試環(huán)境。

對(duì)合規(guī)性測(cè)試，泰克AWG7000與泰克示波器和TekExpress自動(dòng)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(cè)試設(shè)置。

圖4.使用AWG和示波器檢測(cè)錯(cuò)幀。

使用AWG進(jìn)行接收機(jī)合規(guī)性測(cè)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(dòng)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(yàn)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(yàn)。接收機(jī)測(cè)試的一個(gè)挑戰(zhàn)是生成要求的測(cè)試碼型，在被測(cè)器件內(nèi)部發(fā)起測(cè)試模式。這些測(cè)試模式包括強(qiáng)迫發(fā)射機(jī)“重復(fù)”檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，在重新定時(shí)后，通過發(fā)射機(jī)發(fā)出，然后調(diào)用內(nèi)部誤碼檢測(cè)狀態(tài)。任意波形發(fā)生器(AWG)的優(yōu)勢(shì)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(cè)試(BERT)命令。圖3和圖4顯示了在AWG順序通過下面的步驟時(shí)，在測(cè)試發(fā)起和誤碼檢測(cè)中使用環(huán)回BERT方法測(cè)試主機(jī)的流程實(shí)例。泰克DSA70000實(shí)時(shí)示波器可以采集和解碼接收機(jī)發(fā)出的誤碼數(shù)。