你所了解和不了解的USB2.0、USB3.0結構與測試那些事
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USB 3.0 | USB 2.0 | |
數據速率 | 5.0 Gb/s | 480 Mb/s |
信令 | 8b/10b編碼，AC耦合，擴頻時(shí)鐘(SSC) | NRZI編碼，DC耦合，沒(méi)有SSC |
總線(xiàn)功率 | 未配置電源為150mA，配置電源為900 mA | 未配置設備及掛起設備為100 mA，配置設備最高為500 mA |
即插即用/熱插拔 | 異步事件處理 | 設備輪詢(xún) |
電源管理/鏈路控制 | 優(yōu)化電源管理，支持空閑狀態(tài)、睡眠狀態(tài)和掛起狀態(tài) | 端口級掛起，進(jìn)入/退出時(shí)延 |
電纜/接口 | 2個(gè)差分對，半雙工，非屏蔽雙絞線(xiàn) | 3個(gè)差分對，全雙工，屏蔽雙絞線(xiàn) |
圖3. USB 2.0和3.0之間的物理層差別。
USB 3.0和物理層測試挑戰
USB 2.0技術(shù)的采用和接受速度表明這是一種成功的高帶寬總線(xiàn)。計算應用和數據存儲應用的持續演變既帶來(lái)了新機遇，也帶來(lái)了新挑戰。內存容量不斷提高、視頻性能(如實(shí)時(shí)視頻流)不斷加速、圖形處理單元(GPU)不斷增強、便攜式電子器件與PC快速同步等行業(yè)趨勢，使USB 2.0性能面臨著(zhù)發(fā)展瓶頸。
USB 3.0滿(mǎn)足了提高的帶寬需求，以支持應用提供更加實(shí)時(shí)的體驗。全世界目前正在使用的USB設備已經(jīng)達到數十億，因此USB 3.0 (稱(chēng)為SuperSpeed USB)還提供了必要的向下兼容能力，支持傳統USB 2.0設備。圖3列明了USB 2.0和3.0之間的物理層差異。
除多種新功能外，SuperSpeed USB也帶來(lái)了新的設計和測試挑戰。USB 3.0擁有與現有高速串行技術(shù)(PCI Express.和串行ATA)類(lèi)似的特點(diǎn)：8b/10b編碼，明顯的通道衰減，擴頻時(shí)鐘。熟悉SATA和PCIe測試方法的人可能會(huì )更好地準備處理與USB 3.0有關(guān)的測試挑戰。我們將考察一致性測試方法，以及怎樣獲得發(fā)射機、接收機、電纜和互連的最準確、最可重復的測量。此外，我們將介紹全面檢定和調試的其它技術(shù)，以提供完整的測試戰略。
碼型 | 值 | 說(shuō)明 |
CPO | D0.0加擾 | 偽隨機數據碼型，相當于沒(méi)有SKP的邏輯空閑 |
CP1 | D10.2 | 內奎斯特頻率 |
CP2 | D24.3 | 內奎斯特/ 2 |
CP3 | K28.5 | COM碼型 |
CP4 | LFPS | 低頻周期信令 |
CP5 | K28.7 | 有去加重 |
CP6 | K28.7 | 沒(méi)有去加重 |
CP7 | 50-2501’s和0’s | 有去加重，重復50-2501’s，然后重復50-2500’s |
CP8 | 50-2501’s和0’s | 沒(méi)有去加重，重復50-2501’s，然后重復50-2500’s |
圖4. SuperSpeed USB發(fā)射機一致性測試碼型。
信號特點(diǎn) | 最小值 | 標稱(chēng)值 | 最大值 | 單位 | 注釋 |
眼高 | 100 | 1200 | mV | 2, 4 | |
Dj | 0.43 | UI | 1, 2, 3 | ||
Rj | 0.23 | UI | 1, 2, 3, 5 | ||
Tj | 0.66 | UI | 1, 2, 3 |
注：
1. 在106個(gè)連續UI上測得，然后推斷到10-12BER。
2. 在應用接收機均衡功能后測得。
3. 在圖6-14中TP1的參考通道和電纜末端測得。
4. 眼高在最大張開(kāi)處測得(在眼寬中心± 0.05 UI)。
5. Rj指標用14.069´ 10-12BER時(shí)的RMS隨機抖動(dòng)計算得出。
圖5. USB 3.0發(fā)射機眼高和抖動(dòng)要求。
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