USB3.0：點(diǎn)燃2011消費電子新熱情

　　市場(chǎng)前景

　　當年，USB2.0從推出到徹底占領(lǐng)市場(chǎng)僅用了4年的時(shí)間，可謂迅猛之極;現在USB3.0如果按照2009年開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)算起，今年已經(jīng)是第三個(gè)年頭了，雖然諸多問(wèn)題限制其擴張的速度，但在2011年的前景依然光明。

　　經(jīng)歷了2009年初入市場(chǎng)的試水之后，USB3.0在2010年開(kāi)始快速增長(cháng)，據統計，2010年USB3.0的芯片出貨量接近2009年的3倍。市場(chǎng)調查機構In-Stat去年底發(fā)布報告稱(chēng)，USB 3.0接口的普及因為缺乏芯片組的原生支持而沒(méi)能在2010年達到預期水平，但是前景依然是光明的，預計四年后就會(huì )達到現在的12倍。In-Stat提供的數據顯示，2010年全球USB 3.0接口設備出貨量接近1400萬(wàn)，低于業(yè)界預計，但是到2014年的時(shí)候將猛增超過(guò)17億，基本完成普及。In-Stat首席分析師Brian O'Rourke評論說(shuō)：“2009年底USB 3.0設備開(kāi)始小規模出貨，2010年在筆記本、臺式機、轉接卡、內置和外置硬盤(pán)、U盤(pán)等領(lǐng)域的出貨量明顯增長(cháng)?？傮w來(lái)說(shuō)，USB 3.0正在逐漸鋪開(kāi)。大規模推廣仍然受制于PC芯片組的集成支持，否則PC OEM廠(chǎng)商就可以免費提供USB 3.0，從而刺激其在PC周邊、消費電子、移動(dòng)設備中的普及。”在芯片出貨量方面，IDC則估計2011年USB3.0的芯片出貨量有機會(huì )一舉躍升至1億顆。此外，Digitimes Research也預估，2009年到2015年USB3.0出貨量的年復合成長(cháng)率將達89%，2015年的出貨量則將挑戰23億顆，商機上千億元。

　　作為由英特爾，以及惠普(HP)、NEC(現在的瑞薩)、NXP半導體以及德州儀器(Texas Instruments)等公司共同牽頭開(kāi)發(fā)的標準，林士元坦言，相較于其他現有的高速串行接口技術(shù)，USB 3.0 的傳輸速率高達5Gbps，可滿(mǎn)足現今最為流行的大量數據傳輸或高清圖像處理等應用。USB3.0是基于目前全世界接口普及(占有)率最高的USB而發(fā)展出來(lái)的，所以USB3.0在使用者的接受度上以及未來(lái)市場(chǎng)的普及率上，將會(huì )延續原來(lái)USB的基礎上，而會(huì )更加地成長(cháng)。

　　測試難題

　　由于傳輸速度提升10倍，傳輸鏈路增加1倍，因此，USB3.0的測試難度可想而知，傳統的USB2.0的測試方案完全不能滿(mǎn)足需要。而對于USB3.0的商用進(jìn)程而言，測試其可靠性是所有USB3.0開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商共同面臨的難題。

　　美國力科公司萬(wàn)力勱介紹，在USB3.0的物理層測試中有以下難點(diǎn)需要全新的考量。

　　難點(diǎn)1：完成全部TX測試項目需要多種測試碼型，一些非USB3.0芯片開(kāi)發(fā)人員很難讓PUT發(fā)出特定的兼容性測試碼型。

　　在USB3.0規范中定義了多種兼容性測試碼型(Compliance Pattern，簡(jiǎn)稱(chēng)CP)，表2所示包括了CP0-CP8九種測試碼型。在TX測量中，需要用到CP0/CP1/CP7/CP8四種碼型：CP0用于眼圖與抖動(dòng)、共模電壓測量;CP1用于SSC展頻測量、隨機抖動(dòng)測量;CP7用于去加重測量;CP8用于差分電壓幅度測量。

　　對于板級研發(fā)的工程師，如果沒(méi)有IC廠(chǎng)商提供的發(fā)包程序，很難讓PUT發(fā)出不同的測試碼型，而力科的USB3測試方案可以解決這個(gè)問(wèn)題，如圖4所示，PUT連接了USB3夾具，TX輸出到示波器，RX與PeRT的信號輸出端相連。通常PUT在上電后會(huì )發(fā)送出CP0碼型，示波器通過(guò)USB電纜控制PERT，然后PeRT會(huì )發(fā)出1個(gè)Ping.LFPS命令給PUT，PUT接收到1個(gè)Ping.LFPS后，輸出的碼型切換為CP1，示波器捕獲到CP1碼型后，控制PERT又發(fā)送出1個(gè)Ping.LFPS，則PUT的輸出碼型切換為CP2，即PUT每收到1個(gè)Ping.LFPS就輸出下一個(gè)CP(CP8的下一個(gè)碼型為CP0)，通過(guò)用示波器控制PERT，PERT控制PUT發(fā)出不同的CP，即可完成所有TX測試項目。

　　難點(diǎn)2：在接收機測試時(shí)，PUT很難進(jìn)入環(huán)回模式(Loopback模式)。

　　在接收機測試中，需要通過(guò)Polling.LFPS→Rx.EQ→TS1→TS2→Loopback這一過(guò)程才能進(jìn)入環(huán)回模式來(lái)測量接收機性能。在這個(gè)過(guò)程中接收機測試儀器(比如BERT)需要不斷的和PUT進(jìn)行“握手”(handshake)，在鏈路層與PUT通信，使其一步一步地進(jìn)入Loopback模式，這對一些接收機測試儀器是非常困難的，比如X公司的接收機測試儀器是傳統BERT，不能與PUT進(jìn)行“握手”，很難從Polling.LFPS逐步進(jìn)入Loopback模式，而Y公司的接收機測試儀器為任意波形發(fā)生器，可以發(fā)送LFPS信令到PUT，但是無(wú)法從協(xié)議上識別PUT響應的信令，于是，很難逐步從Polling.LFPS進(jìn)入到Loopback模式。如果未進(jìn)入Loopback模式，通常使用人員會(huì )在信號源上編輯腳本，不斷調整LFPS、Rx.EQ、TS1、TS2之間的時(shí)間間隔，以期望調整后的信令能逐步使PUT進(jìn)入環(huán)回模式，當測量新的USB3.0的IC時(shí)，可能又要修改信號源輸出腳本。我們稱(chēng)這種只發(fā)不收的方法為Blind handshake，即接收機測試儀盲目地發(fā)出信令與PUT“握手”，但是無(wú)法識別PUT響應的信令。