USB3.0的物理層測試簡介與難點(diǎn)分析

圖3為接收機(jī)測試的示意圖。接收機(jī)測試所需的儀器是誤碼率測試儀（簡稱BERT），BERT通常包括碼型發(fā)生器（Pattern Generator）和誤碼檢測器（Error Detector）兩部分。在接收機(jī)測試時(shí)，碼型發(fā)生器輸出特定碼型的、帶有大量抖動(dòng)和噪聲的信號(hào)到待測試產(chǎn)品（Product Under Test，簡稱PUT）的RX，PUT接收到后通過時(shí)鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路（簡稱CDR）、判別電路和解碼得到1和0組合的比特流，然后環(huán)回到輸出寄存器，從PUT的TX緩沖器發(fā)送出去，PUT的TX連接到了BERT的誤碼檢測器，誤碼檢測器中的CDR、判別電路處理后解碼得到1與0組合的數(shù)據(jù)比特流，然后與碼型發(fā)生器輸出的特定碼型數(shù)據(jù)對(duì)比，如果兩者完全吻合則沒有誤碼，否則，記錄下誤碼的數(shù)量和接收到的碼流的比特總數(shù)，前者除以后者即誤碼率，同時(shí)記錄接收到誤碼時(shí)碼型發(fā)生器輸出信號(hào)的抖動(dòng)值。如果用示波器測量PUT的RX端接收到的信號(hào)的眼圖，通常是閉合的，如圖3的左下圖所示；如果用示波器測量PUT的TX端輸出信號(hào)的眼圖，通常是良好的眼圖，如圖3右下圖所示。修改碼型發(fā)生器輸出信號(hào)的隨機(jī)抖動(dòng)、固有抖動(dòng)、信號(hào)幅度等參數(shù)，可以快速評(píng)估PUT的接收機(jī)性能。

力科的USB3.0物理層測試方案包括了：示波器SDA813Zi、誤碼率測試儀PeRT、USB3.0測試夾具、自動(dòng)化測試軟件QualiPHY-USB3和眼圖醫(yī)生軟件。

力科最新版本的一致性測試軟件QualiPHY-USB3是根據(jù)2009年11月發(fā)布的USB3.0的電氣兼容性測試規(guī)范Rev0.9版本（Electrical Compliance Test Specification Rev0.9）來開發(fā)的，并隨著測試規(guī)范的更新而不斷更新，該軟件安裝在示波器上，示波器通過USB電纜連接到PeRT3，使用USB電纜與PeRT3進(jìn)行通信，在測試中，QualiPHY軟件可以控制PeRT3發(fā)送特定的信號(hào)，或從PeRT3中讀取RX測試結(jié)果，這樣只需QualiPHY軟件即可完成TX和RX的所有測試。在QualiPHY-USB3測試軟件中，包括了以下測試項(xiàng)目：

1. LFPS（Low Frequency Periodic Signaling）信號(hào)測量

2. SSC（Spread Spectrum Clock）展頻測量

3. 抖動(dòng)與眼圖測量

4. AC和DC共模電壓測量

5. 差分電壓幅度與去加重測量

6. 誤碼測試與抖動(dòng)容限測量

其中，前面5項(xiàng)都是發(fā)送端測試，最后一項(xiàng)是接收機(jī)測試。

USB3.0物理層測試的難點(diǎn)
在USB3.0的物理層測試中有以下難點(diǎn)

1. 完成全部TX測試項(xiàng)目需要多種測試碼型，一些非USB3.0芯片開發(fā)人員很難讓PUT發(fā)出特定的兼容性測試碼型

2. 在接收機(jī)測試時(shí)，PUT很難進(jìn)入環(huán)回模式（Loopback模式）

3. 在接收機(jī)測試時(shí)，PUT發(fā)送出的碼流會(huì)加入一些SKP，這樣，BERT的Error Dector接收到的數(shù)據(jù)包括測試碼型和一些SKP，對(duì)比碼型發(fā)生器發(fā)送出的測試碼型，傳統(tǒng)的BERT會(huì)誤認(rèn)為測量到了誤碼。