USB3.0認(rèn)證的新測(cè)試要求和應(yīng)對(duì)方案詳解
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發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試
通過使用各種測(cè)試碼型以幫助進(jìn)行發(fā)射機(jī)測(cè)試 (表2)。每種碼型都是根據(jù)與評(píng)估碼型的測(cè)試有關(guān)的特點(diǎn)而選擇的。CP0（一種D0.0加擾序列）用來測(cè)量確定性抖動(dòng)(Dj)，如數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)(DDJ)。CP1（一種未加擾D10.2全速率時(shí)鐘碼型）不生成DDJ，因此更適合評(píng)估隨機(jī)性抖動(dòng)(RJ)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/194878.htm
Pattern | Value | Description |
CPO | D0.0 Scrambled | A pseudo-random pattern equivalent to logical idle without SKPs |
CP1 | D10.2 | Nyquist frequency |
CP2 | D24.3 | Nyquist / 2 |
CP3 | K28.5 | COM pattern |
CP4 | LFPS | Low frequency periodic signaling |
CP5 | K28.7 | With de-emphasis |
CP6 | K28.7 | Without de-emphasis |
CP7 | 50-250 1s and 0s | With de-emphasis repeating 50-250 1s and then 50-250 0s |
CP8 | 50-250 1s and 0s | Without de-emphasis repeating 50-250 1s and then 50-250 0s |
表2. SuperSpeed USB 發(fā)送端一致性測(cè)試碼型
抖動(dòng)和眼高的測(cè)量是通過對(duì)100萬個(gè)連續(xù)比特(UI)進(jìn)行分析而得到，需要使用均衡器功能和適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘恢復(fù)設(shè)置（二階鎖相環(huán)、或稱為PLL，10 Mhz環(huán)路帶寬，0.707的阻尼系數(shù)）。通過分析被測(cè)數(shù)據(jù)樣本，可以外推出10-12誤碼率(BER)下的抖動(dòng)值。例如，通過外推算法，把測(cè)得的RJ (rms)乘以14.069，可以得到10-12誤碼率下RJ(PK-PK)。
圖2. 標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試設(shè)置，包括參考測(cè)試通道和線纜。測(cè)試點(diǎn)2 (TP2)距被測(cè)器件(DUT)最近，測(cè)試點(diǎn)1 (TP1)是遠(yuǎn)端測(cè)量點(diǎn)。
在TP1采集信號(hào)后，可以使用SigTest軟件處理數(shù)據(jù)，這與PCI Express官方的一致性測(cè)試方法類似。對(duì)需要預(yù)測(cè)試一致性、檢定或調(diào)試的應(yīng)用，希望可以進(jìn)一步了解電路在各種條件或參數(shù)下的特點(diǎn)。裝有USB 3.0分析軟件的高帶寬示波器提供了Normative和Informative方式的物理層發(fā)射端自動(dòng)測(cè)量。省掉了手動(dòng)配置的步驟，大大節(jié)約了測(cè)量時(shí)間。
在測(cè)試完成后，詳細(xì)的Pass/Fail測(cè)試報(bào)告標(biāo)記出哪里可能發(fā)生設(shè)計(jì)問題。如果在不同測(cè)試地點(diǎn)（如公司實(shí)驗(yàn)室、測(cè)試中心）結(jié)果不一致，可以使用之前測(cè)試時(shí)保存的波形數(shù)據(jù)重新分析(離線測(cè)量)。
如果要求更多的分析，可以使用抖動(dòng)分析和眼圖分析軟件，調(diào)試和檢定電路。例如，可以一次顯示多個(gè)眼圖，允許工程師分析不同時(shí)鐘恢復(fù)設(shè)置或軟件通道模型的影響。此外，可以使用不同的濾波器，分析SSC的影響，解決系統(tǒng)互操作能力問題。
均衡考慮因素
由于明顯的通道衰減，SuperSpeed USB要求某種形式的補(bǔ)償，張開接收機(jī)上的眼圖。發(fā)射機(jī)上采用均衡技術(shù)，其采用去加重的形式。規(guī)定的標(biāo)稱去加重比是3.5 dB，用線性單位表示為1.5倍。例如，在跳變比特電平為150 mVp-p時(shí)，非跳變比特電平為100 mVp-p。
CTLE標(biāo)準(zhǔn)均衡實(shí)現(xiàn)方案包括片內(nèi)技術(shù)、有源接收機(jī)均衡或無源高頻濾波器，如線纜均衡器上使用的濾波器。這一模型特別適合一致性測(cè)試，因?yàn)樗浅：?jiǎn)便地描述了傳輸函數(shù)。CTLE通過頻域中的一系列極點(diǎn)和零點(diǎn)，在特定頻率上達(dá)到峰值(Peak)。
CTLE實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)要比其它技術(shù)簡(jiǎn)單，能耗要低于其它技術(shù)。然而，在某些情況下，由于適應(yīng)性、精度和噪聲放大方面的限制，僅僅使用CTLE實(shí)現(xiàn)方案可能是不夠的。其它技術(shù)包括前向反饋均衡(FFE)和判定反饋均衡(DFE)，通過對(duì)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)加權(quán)一些補(bǔ)償系數(shù)來補(bǔ)償通道損耗。
CTLE和FFE是線性均衡器。因此，這兩種技術(shù)都會(huì)提升高頻噪聲，而產(chǎn)生信噪比劣化。但是，DFE在反饋環(huán)路中使用非線性元器件，使噪聲的放大達(dá)到最小，補(bǔ)償碼間干擾(ISI)。圖3示例了一個(gè)經(jīng)過傳輸通道明顯衰減的5Gbps 信號(hào)，和使用去加重、CLTE和DFE均衡技術(shù)處理之后的信號(hào)。
圖3. 去加重(藍(lán)色)、長(zhǎng)通道(白色)、CTLE (紅色)和三階DFE (灰色)對(duì)5-Gbit/s信號(hào)(黃色)產(chǎn)生的不同效果。
評(píng)論