手把手教你如何進(jìn)行USB3.0接收機測試

除內部BERT方法外，還可以使用外部誤碼檢測來(lái)檢定接收機。USB 3.0在主機和設備之間要求不同的參考時(shí)鐘，這會(huì )導致不同的本地時(shí)鐘速度。SKP有序集合用來(lái)補償鏈路內部的時(shí)鐘定時(shí)偏置。接收機對符號的臨時(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。由于主機和設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)，這導致最大頻率偏置范圍為+300到-5300 ppm。如前所述，USB 3.0接收機包括內部誤碼檢測功能。內部誤碼檢測為執行接收機測試提供了經(jīng)濟的方案。但它有一個(gè)局限性，即其碼型使用的靈活性差，因為只有CP0碼型(加擾的D0.0)支持碼型識別?？梢允褂猛獠空`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(zhù)碼型發(fā)生器和誤碼檢測器在時(shí)間上對應共同的參考時(shí)鐘，因此要逐個(gè)比特評估接收機。異步誤碼檢測不要求參考時(shí)鐘，通過(guò)刪除或插入空閑字符(如SKP)，可以執行符號錯誤檢測。誤碼檢測儀器是一種協(xié)議分析儀，除誤碼檢測外，還能夠執行各種其它功能，如業(yè)務(wù)監測、仿真主機、執行鏈路訓練。

通道仿真和自動(dòng)化

由于5 Gb/s信令、長(cháng)主機通道和電纜，這導致接收機上眼圖閉合，要求均衡。測試規范開(kāi)發(fā)者規定了通道要求，既要能夠根據最壞情況條件執行測試，又要足夠實(shí)用，使得工程師能夠以經(jīng)濟高效的方式設計和制造產(chǎn)品。在創(chuàng )建通道模型和預算后，將驗證產(chǎn)品，保證實(shí)際物理層性能與預計結果相符。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的物理通道中。通常參考設計在PCB上制成，這個(gè)PCB提供了與規范類(lèi)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換成一個(gè)差分S參數文件，使用信號發(fā)生器的測試碼型對通道求卷積，包括幅度和相位效應。通過(guò)這種方法，工程師可以使用特定通道要求驅動(dòng)被測器件，這些要求不僅是變化的，也是可重復的。市場(chǎng)上有多種軟件工具，如泰克SerialXpress和BERTScope BSAUSB3，通過(guò)把所有損傷集成到一個(gè)信號中，可以自動(dòng)為USB 3.0接收機測試生成復雜的信號?？梢酝瑫r(shí)增加復雜的抖動(dòng)成分，如Rj、Sj、ISI、自定義SSC調制配置、精細粒度的ISI標度(如12英寸與12.1英寸PCB軌跡)和預加重，創(chuàng )建真實(shí)世界環(huán)境中經(jīng)?？吹降膹碗s通道模型。圖5和圖6說(shuō)明了使用USB3接收機自動(dòng)測試工具實(shí)現統一碼型生成和設備控制的實(shí)例。

圖5. AWG7000的SerialExpress設置屏幕。

圖6. BSAUSB3自動(dòng)軟件設置屏幕。

通道測量

一致性測試

在5 Gb/s數據速率下，影響信號上升時(shí)間、脈寬、定時(shí)、抖動(dòng)或噪聲內容的任何東西都會(huì )影響系統級可靠性。為了保證信號完整性，必需了解和控制信號流經(jīng)的傳輸環(huán)境中的阻抗和損耗。不匹配和變化可能會(huì )導致反射，整體降低信號質(zhì)量。USB 3.0通道一致性測試幫助消除性能劣化的潛在來(lái)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. 對內時(shí)延

3. 差分插入損耗

4. 差分回波損耗

5. 差分近端串擾

6. USB3.0對和USB2.0對之間的差分串擾

7. 差分到共模轉換

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