手把手教你如何進(jìn)行USB3.0接收機測試

圖2. USB 3.0接收機測試設置。

接收機測試的設備設置與受壓眼圖校準類(lèi)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，“環(huán)回”通過(guò)發(fā)射機(所以叫作“環(huán)回”)，再向回通過(guò)適配器，到達誤碼檢測器。與誤碼檢測器的連接質(zhì)量應盡可能高。(參見(jiàn)圖2)

對抖動(dòng)容限測試，測試儀器必須能夠執行誤碼檢測，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，設備把它收到的比特向回發(fā)送到發(fā)射機。如果接收機發(fā)生錯誤，那么誤碼將發(fā)回到發(fā)射機及下行分析儀進(jìn)行檢測。為發(fā)起環(huán)回，必須在碼型發(fā)生器和DUT之間執行一系列握手。

USB 3.0采用8b/10編碼，與8b/10b編碼系統中常見(jiàn)的情況一樣，接收機和發(fā)射機可能位于略微不同的時(shí)鐘頻率上，收到的數據流恢復的時(shí)鐘可能并不完全等于發(fā)射機的時(shí)鐘頻率。在接收機測試環(huán)回模式下，這種頻率不匹配會(huì )給DUT帶來(lái)問(wèn)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。為補償頻率不匹配，可以使用時(shí)鐘補償符號，在從接收機向回傳送到發(fā)射機時(shí)，這些符號要么刪除，要么插入數據流中。例如，如果恢復的時(shí)鐘頻率小于(慢于)發(fā)射機時(shí)鐘頻率，那么應增加符號，反之亦然。USB 3.0采用SKP符號進(jìn)行時(shí)鐘補償。

可以設置BERTScope BSA系列，處理輸入數據流中這種數量不確定的時(shí)鐘補償符號，通常稱(chēng)為異步BER測試。這對某些BERT可能很難，因為BER一般通過(guò)比較輸入數據流與已知數據碼型測得。通過(guò)保持計算錯幀數，協(xié)議分析儀可能會(huì )能夠處理這種測試模式。

最后注意，USB 3.0規范對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(lài)DUT，追蹤自己的BER，并在嵌入特殊碼型(稱(chēng)為有序集合)的比特中向回報告這個(gè)值。但是，最新的一致性測試規范沒(méi)有包括第二種方法。

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

抖動(dòng)容限測試應用特定SJ頻率中不同的SJ幅度，來(lái)測試接收機。一般來(lái)說(shuō)，SJ頻率越低，SJ幅度會(huì )越高，因為這些頻率很好地落在接收機時(shí)鐘恢復的環(huán)路帶寬范圍內，因此可以追蹤出來(lái)。在SJ頻率接近并超過(guò)環(huán)路帶寬時(shí)，SJ幅度會(huì )在小于1 UI的幅度上置平。高于接收機環(huán)路帶寬的抖動(dòng)將不會(huì )被追蹤出來(lái)，將向回傳送到接收機的判定電路。

USB 3.0 CTS規定，應使用3x1010個(gè)比特測試容限曲線(xiàn)上的每個(gè)SJ點(diǎn)。如果在任何SJ測試點(diǎn)上檢測到一個(gè)以上的錯誤，那么DUT測試失敗。

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

對合規性測試，泰克AWG7000與泰克示波器和TekExpress自動(dòng)軟件相結合，提供了可靠的選擇。

圖3.環(huán)回BER的USB 3.0接收機檢定測試設置。

圖4.使用AWG和示波器檢測錯幀。

使用AWG進(jìn)行接收機合規性測試

檢定接收機的主要依據是確定有效誤碼率。通過(guò)使用AWG7000之類(lèi)碼型發(fā)生器的自動(dòng)功能，已知碼型被發(fā)送到接收機上，在接收機比較器之后檢驗數據。數據在外部通過(guò)接收機內部環(huán)回機制校驗。接收機測試的一個(gè)挑戰是生成要求的測試碼型，在被測器件內部發(fā)起測試模式。這些測試模式包括強迫發(fā)射機“重復”檢測到的數據，在重新定時(shí)后，通過(guò)發(fā)射機發(fā)出，然后調用內部誤碼檢測狀態(tài)。任意波形發(fā)生器(AWG)的優(yōu)勢是能夠順序經(jīng)過(guò)要求的鏈路訓練，可以進(jìn)入接收機環(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A(yíng)WG順序通過(guò)下面的步驟時(shí)，在測試發(fā)起和誤碼檢測中使用環(huán)回BERT方法測試主機的流程實(shí)例。泰克DSA70000實(shí)時(shí)示波器可以采集和解碼接收機發(fā)出的誤碼數。