USB 3.0測試寶典 （上）
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盡管市場上已經(jīng)出現(xiàn)了早期的USB3.0產(chǎn)品，但主流市場轉(zhuǎn)向Super SpeedUSB還有待時日。部分原因在于，USB2.0接口無所不在，且生產(chǎn)成本低廉。高帶寬設(shè)備（如攝像機和存儲設(shè)備）已經(jīng)率先演進到SuperSpeedUSB。但就目前而言，基于成本因素考慮，USB3.0實施仍限于較高端的產(chǎn)品。
大規(guī)模部署任何新的行業(yè)標準（包括USB3.0）都存在內(nèi)在挑戰(zhàn)。此外，USB2.0到USB3.0并非簡單的跳躍，其性能提高了十倍之多。盡管性能得到大幅度提升，但消費者對低成本互連設(shè)備的預(yù)期并沒有改變。這就給工程師們帶來了明顯的壓力，需要在一個原本速度很低的信號通道上傳輸高速率信號，同時要在各種條件下保證可靠性、互操作能力和高性能。為保證物理層(PHY)一致性和認證，測試變得空前關(guān)鍵或重要。
USB3.0擁有許多其它高速串行技術(shù)（如PCIExpress和串行ATA）共有的特點：8b/10b編碼，明顯的通道衰減，擴頻時鐘。本文將介紹一致性測試方法及怎樣對發(fā)射機、接收機及線纜和互連進行最精確的、可重復(fù)的測量。在掌握了這些竅門之后，您便可以更有效地準備SuperSpeedPIL(PlatformIntegrationLab)之行了。
HighSpeedVs.SuperSpeed
USB3.0滿足了市場對于更高帶寬下實時體驗應(yīng)用的需求。目前USB設(shè)備達數(shù)十億，因而USB3.0也提供了向下兼容能力，支持傳統(tǒng)USB2.0設(shè)備。然而，USB2.0和3.0在物理層有多種差異(表1)。
SuperSpeedUSB | USB2.0 | |
數(shù)據(jù)速率 | 5.0Gb/s | 480Mb/s |
信號特性 | 8b/10b解碼,AC耦合,SSC(擴頻時鐘) | NRZI解碼,DC耦合,無SSC |
總線電源 | 150mV的un-configured電源 和900mA的configuredpower | 100mA的un-configured和休眠狀態(tài)的器件，和500mV的configured器件 |
插拔/交換 | 異步事件處理 | 設(shè)備輪詢 |
電源管理/鏈路控制 | 帶有空閑，待機和休眠的優(yōu)化的電源管理模式 | 有延時的進入和退出的Port級別的休眠 |
電纜/接口 | 兩對差分線，全雙工屏蔽式的雙絞線 | 一對差分線，半雙工的非屏蔽的雙絞線 |
表1.USB2.0和SuperSpeedUSB物理層區(qū)別
SuperSpeedUSB一致性測試已經(jīng)有明顯變化，以適應(yīng)更高速接口帶來的新挑戰(zhàn)。USB2.0接收機驗證需要執(zhí)行接收機靈敏度測試。USB2.0設(shè)備必須對150mV及以上的測試包做出響應(yīng)，并且忽略100mV以下的信號。
SuperSpeedUSB接收機必須面對更多的信號損傷，因此測試要求要比USB2.0更加苛刻。設(shè)計人員還必須考慮傳輸線效應(yīng)，在發(fā)射機中使用均衡技術(shù)（包括去加重），在接收機中使用連續(xù)時間線性均衡技術(shù)(CTLE)。此外，現(xiàn)在還要求在接收機上進行抖動容限測試，使用擴頻時鐘(SSC)和異步參考時鐘可能會導(dǎo)致互操作能力問題。
評估USB3.0串行數(shù)據(jù)鏈路另一個重要部分是被測波形與互連通道的聯(lián)系非常復(fù)雜。不能再認為只要發(fā)射機輸出滿足了眼圖模板，電路就一定能在傳輸損耗滿足要求的通道中正常工作。想了解發(fā)射機余量一定時的最差的傳輸通道，您需要在一致性測試要求以外建立通道和線纜組合模型，使用通道建模軟件，分析通道效應(yīng)(圖1)。
圖1.軟件工具，可以針對參考測試通道分析USB3.0通道效應(yīng)。
發(fā)射機一致性測試
通過使用各種測試碼型以幫助進行發(fā)射機測試(表2)。每種碼型都是根據(jù)與評估碼型的測試有關(guān)的特點而選擇的。CP0（一種D0.0加擾序列）用來測量確定性抖動(Dj)，如數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(DDJ)。CP1（一種未加擾D10.2全速率時鐘碼型）不生成DDJ，因此更適合評估隨機性抖動(RJ)。
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