手把手教你如何進(jìn)行USB3.0接收機(jī)測試

除內(nèi)部BERT方法外，還可以使用外部誤碼檢測來檢定接收機(jī)。USB 3.0在主機(jī)和設(shè)備之間要求不同的參考時(shí)鐘，這會(huì)導(dǎo)致不同的本地時(shí)鐘速度。SKP有序集合用來補(bǔ)償鏈路內(nèi)部的時(shí)鐘定時(shí)偏置。接收機(jī)對(duì)符號(hào)的臨時(shí)緩沖使用彈性緩沖器處理。彈性緩沖器必須有足夠的深度，以處理極端的時(shí)鐘差異，包括SSC的影響。由于主機(jī)和設(shè)備之間容許的最大頻率范圍為+/-300 ppm，同時(shí)考慮到SSC的影響(0到-5000 ppm)，這導(dǎo)致最大頻率偏置范圍為+300到-5300 ppm。如前所述，USB 3.0接收機(jī)包括內(nèi)部誤碼檢測功能。內(nèi)部誤碼檢測為執(zhí)行接收機(jī)測試提供了經(jīng)濟(jì)的方案。但它有一個(gè)局限性，即其碼型使用的靈活性差，因?yàn)橹挥蠧P0碼型(加擾的D0.0)支持碼型識(shí)別。可以使用外部誤碼檢測，測試其它碼型，如CJTPAT或PRBS碼型，但前提是誤碼檢測器支持使用的碼型。為驗(yàn)證外部環(huán)回，有兩種方法：同步誤碼檢測和異步誤碼檢測。同步誤碼檢測意味著碼型發(fā)生器和誤碼檢測器在時(shí)間上對(duì)應(yīng)共同的參考時(shí)鐘，因此要逐個(gè)比特評(píng)估接收機(jī)。異步誤碼檢測不要求參考時(shí)鐘，通過刪除或插入空閑字符(如SKP)，可以執(zhí)行符號(hào)錯(cuò)誤檢測。誤碼檢測儀器是一種協(xié)議分析儀，除誤碼檢測外，還能夠執(zhí)行各種其它功能，如業(yè)務(wù)監(jiān)測、仿真主機(jī)、執(zhí)行鏈路訓(xùn)練。

通道仿真和自動(dòng)化

由于5 Gb/s信令、長主機(jī)通道和電纜，這導(dǎo)致接收機(jī)上眼圖閉合，要求均衡。測試規(guī)范開發(fā)者規(guī)定了通道要求，既要能夠根據(jù)最壞情況條件執(zhí)行測試，又要足夠?qū)嵱?，使得工程師能夠以?jīng)濟(jì)高效的方式設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品。在創(chuàng)建通道模型和預(yù)算后，將驗(yàn)證產(chǎn)品，保證實(shí)際物理層性能與預(yù)計(jì)結(jié)果相符。軟件仿真工具提供了許多自由度，可以迅速建模及進(jìn)行邊角情況測試。但在某個(gè)點(diǎn)上，模型必須生成到要檢驗(yàn)的物理通道中。通常參考設(shè)計(jì)在PCB上制成，這個(gè)PCB提供了與規(guī)范類似的電氣特點(diǎn)。

在硬件中創(chuàng)建通道模型的另一種方法是把模型轉(zhuǎn)換成一個(gè)差分S參數(shù)文件，使用信號(hào)發(fā)生器的測試碼型對(duì)通道求卷積，包括幅度和相位效應(yīng)。通過這種方法，工程師可以使用特定通道要求驅(qū)動(dòng)被測器件，這些要求不僅是變化的，也是可重復(fù)的。市場上有多種軟件工具，如泰克SerialXpress和BERTScope BSAUSB3，通過把所有損傷集成到一個(gè)信號(hào)中，可以自動(dòng)為USB 3.0接收機(jī)測試生成復(fù)雜的信號(hào)?？梢酝瑫r(shí)增加復(fù)雜的抖動(dòng)成分，如Rj、Sj、ISI、自定義SSC調(diào)制配置、精細(xì)粒度的ISI標(biāo)度(如12英寸與12.1英寸PCB軌跡)和預(yù)加重，創(chuàng)建真實(shí)世界環(huán)境中經(jīng)?？吹降膹?fù)雜通道模型。圖5和圖6說明了使用USB3接收機(jī)自動(dòng)測試工具實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一碼型生成和設(shè)備控制的實(shí)例。

圖5. AWG7000的SerialExpress設(shè)置屏幕。

圖6. BSAUSB3自動(dòng)軟件設(shè)置屏幕。

通道測量

一致性測試

在5 Gb/s數(shù)據(jù)速率下，影響信號(hào)上升時(shí)間、脈寬、定時(shí)、抖動(dòng)或噪聲內(nèi)容的任何東西都會(huì)影響系統(tǒng)級(jí)可靠性。為了保證信號(hào)完整性，必需了解和控制信號(hào)流經(jīng)的傳輸環(huán)境中的阻抗和損耗。不匹配和變化可能會(huì)導(dǎo)致反射，整體降低信號(hào)質(zhì)量。USB 3.0通道一致性測試幫助消除性能劣化的潛在來源。下面列出了要求的USB 3.0通道測量。DSA8200采樣示波器、80E04 TDR模塊及IConnect測量軟件和A/B插座測試夾具提供了完整的通道一致性測試解決方案。

1. 阻抗

2. 對(duì)內(nèi)時(shí)延

3. 差分插入損耗

4. 差分回波損耗

5. 差分近端串?dāng)_

6. USB3.0對(duì)和USB2.0對(duì)之間的差分串?dāng)_

7. 差分到共模轉(zhuǎn)換

圖7. DSA8200采樣示波器，裝有IConnect TDR/S參數(shù)測量軟件。