自1995年USB1 .0 的规范发布以来， USB(Universal Serial Bus)接口标准经过了20多  年的持续发展和更新，已经成为PC和外设连接使用的接口。USB历经了多年的发 展，从代的USB1 .0低速(Low Speed) 、USB1 . 1全速(Full Speed)标准，逐渐演进到第 2代的USB2 .0高速(High Speed)标准和第3代的USB3 .0超高速(Super Speed)标准。这   些标准目前都已经得到的应用。

后来，为了应对eSATA 、ThunderBolt等标准对USB标准的威胁， USB协会又分别在  2013年和2017年发布了USB3. 1及USB3.2的标准。在USB3. 1标准中新定义了10Gbps 速率以及对Type-C接口的支持；在USB3.2标准中，又基于Type-C接口提供了对X2模 式的支持，可以通过收发方向各捆绑2条10Gbps的链路实现20Gbps的数据传输。而新 的USB4.0标准已经于2019年发布，可以通过捆绑2条20Gbps的链路实现40Gbps的接 口速率。表3. 1是USB各代总线的技术对比。

克劳德高速数字信号测试实验室

地    址： 深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 USB3.0信号测试软件物理层接收端的测试方法；测试服务USB测试协议测试方法

USB2.0技术已被的市场接受，它将资料处理速率提升了40倍。资料处理量的增加为许多新型产品打开新天地，包括全动态视讯至辅助性的、只有钱包大小的硬盘机。但是，随着资料速率的急速升高，也出现了新的测试和量测方面的挑战。

资料速率增加40倍后虽然带来了许多好处，但也给USB2.0兼容性装置供应商带来了各种新的设计挑战。特别是在讯号品质问题方面，如电路板的布局、抖动、上升和下降时间、电磁场干扰、噪声，和接地噪声等，都已成为需待解决的设计问题。保持讯号质量是保证USB2.0装置合乎规格，并获得USB2.0「认证」标志的关键之一。讯号质量测试包括:?眼图测试?信号速率?数据包结束宽度?交叉电压范围（适用于低速和全速）?JK抖动?KJ抖动?连续抖动?单调测试（适用于高速）?涨落时间 测试服务USB测试协议测试方法USB2.0外设的高速信号质量测试项目的连接；

USB电缆/连接器测试和USB2.0相比，USB3.0及以上产品的信号带宽高出很多，电缆、连接器和信号传输路径验证变得更加重要。图3.39是规范中对支持10Gbps信号的Type-C电缆的插入损耗(InsertionLoss)和回波损耗(ReturnLoss)的要求。

很多高速传输电缆的插损和反射是用频域的S参数的形式描述的，频域传输参数的测 试标准是矢量网络分析仪(VNA)。另外，对于电缆来说还有一些时域参数，如差分阻抗和 不对称偏差(Skew)等也必须符合规范要求，这两个参数通常是用TDR/TDT来测量。目前 很多VNA已经可以通过增加时域TDR选件(对频域测试参数进行反FFT变换实现)的方 式实现TDR/TDT功能。另外，USB Type-C电缆上要测试的线对数量很多，通过模块化的 设计，VNA可以在一个机箱里支持多达32个端口，因此所有差分电缆/连接器的测试项目 都可以通过一 台多端口的VNA来完成。图3.40是用多端口的VNA配合测试夹具进行 Type-C 的USB 电缆测试的例子。

由于数据速率提升，能够支持的电缆长度也会缩短。比如USB2.0电缆长度能够达到5m,USB3.0接口支持的电缆长度在5Gbps速率下可以达到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源电缆技术只能达到1m。USB4.0标准中通过提升芯片性能，在10Gbps速率下可以支持2m的电缆传输，而在20Gbps速率下也能支持0.8m的无源电缆。随着新的更高速率接口的产生，原有的USB连接器技术也在不断改进。图3.2是一些类型的USB2.0和USB3.0连接器类型。其中，Type-C是随着USB3.x标准推出的新型高性能连接器，也可以向下兼容提供USB2.0的连接。

对于不同类型连接器的主机、设备、电缆来说，其传输通道损耗的要求也不一样。图3.3 是USB3. 1标准中各种速率和接口类型组合对于链路损耗的要求(损耗值对应的是Nyquist 频点，即信号数据速率的1/2频率处),在具体电路设计和测试中可以参考。 USB4.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；

USB3.x的测试码型和LFPS信号在测试过程中，根据不同的测试项目，被测件需要能够发出不同的测试码型，如表3.2所示。比如CPO和CP9是随机的码流，在眼图和总体抖动(TJ)的测试项目中就需要被测件发出这样的码型；而CP1和CP10是类似时钟一样跳变的数据码流，可以用于扩频时钟SSC以及随机抖动(RJ)的测试。还有一些码型可以用于预加重等项目的测试，供用户调试使用。

根据USB3 . 1 的LTSSM(Link Training and Status State Machine)状态机的定义( 图3. 8),  在通过上下拉电阻检测到对端的50Ω负载端接后，被测件就进入Polling(协商)阶段。在这 个阶段，被测件会先发出Polling.LFPS的码型和对端协商(LFPS的测试，后面我们还会提 到),如果对端有正常回应，就可以继续协商直至进入Uo的正常工作状态；但如果对端没 有回应(比如连接示波器做测试时),则被测件内部的状态机就会超时并进入一致性测试模 式(Compliance Mode ),在这种模式下被测件可以发出不同的测试码型以进行信号质量的 一致性测试 USB3.0的总线架构展示？测试服务USB测试协议测试方法

USB2.0一致性测试环境；测试服务USB测试协议测试方法

需要 指出的是在 TP3(Case 2) 远端 校准时，   除了 Type-C cable 外， 还 需要 ISI boards，   利用 网 络 分 析 实测，   保 证 ISI boards+Type-C cable+Test fixture 整个测试链路的插入损耗满足 18-19 dB at 5GHz for Gen 2 (10Gbps) 和 16-17 dB at 10GHz for Gen 3 (20Gbps) 的要求。

同时，  是德科技提供 N5991U40A USB4.0 全自动化接收端软件，  帮 助客户非常方便的控制示波器对误码仪输出的加压信号进行校 准，  通过 USB4.0 Microcontroller 和 USB4ETT 软件读取误码测试时误 码仪和被测芯片 Preset 和链路协商过程、以及的误码测试结 果，  生成完整的测试报告。 测试服务USB测试协议测试方法