USB4.0的发送端信号质量测试

在 发 送 端 测 试 中 ， 需 要 用 U S B 4 . 0 的 测 试 夹 具 在 T P 2 点 ( 即 T y p e - C 的 输 出 接 口 ) 把 被 测 信 号 引 出 ， 并 接 入 示 波 器 测 试 ， 测 试 中 示 波 器 会 通 过 软 件 嵌 入 传 输 通 道 ( 对 G e n 2 速 率 是 嵌 入 2 m 电 缆 ， 对 G e n 3 速 率 是 嵌 入 0 . 8 m 电 缆 ) 的 影 响 ， 并 用 模 仿 接 收 端 的 均 衡 器 对 信 号 均 衡 后 再 进 行 眼 图 相 关 参 数 的 测 试 。 U S B 4 . 0 的 数 据 速 率 很 高 ， 对 于 G e n 2 速 率 的 主 机 和 外 设 测 试 来 说 ， 测 试 规 范 建 议 使 用 至 少 1 6 G H z 带 宽 的 示 波 器 ； 对 于 G e n 3 速 率 的 主 机 和 外 设 测 试 来 说 ， 测 试 规 范 建 议 使 用 至 少 2 1 G H z 带 宽 的 示 波 器 。 图 3 . 3 2 是 典 型 U S B 4 . 0 的 发 送 端 信 号 质 量 测 试 环 境 ， 测 试 中 通 过 测 试 夹 具 连 接 被 测 件 和 示 波 器 ， 并 通 过 U S B 4 的 控 制 器 控 制 被测件发出不同的预加重的测试码型 。 USB 3.2 & 2.0 兼容性测试；湖南机械USB测试

2.USB4.0接收端测试下图是USB4.0接收端测试的连接示意图。同样的，和其他的高速串行总线接口接收端一致性测试方案类似，USB4.0接收端测试也是由误码仪、夹具、低损耗相位匹配电缆等组成。这个方案和传统的USB3.2、PCIEG5/4等一致性测试方案相比的不同是，USB4.0接收端测试只需要误码仪的码型产生单元，误码比较单元在被测芯片内部，控制电脑运行USB4ETT软件，通过Microcontroller读取误码测试时Bert和USB4.0芯片Preset和链路协商过程、以及的误码测试结果。另外，还需要一个微波信号源，产生一个400MHz的AC共模干扰。是德科技提供基于M8020A误码仪+M8062A32GbpsMUX或者M8040A32/64Gbaud误码仪两套方案，供客户灵活选择。智能化多端口矩阵测试USB测试执行标准USB3.0信号测试软件物理层接收端的测试方法；

a)USB-IFUSB4ETT软件下图是USB-IF新推出的USB4ETT(USB4.0ElectricalTestTool)工具的实际界面，它可以通过USB4ElectricalTestT；手动控制)或者USB4ElectricalTestToolCLI.exe(commandlineinterface；自动化编程控制)两种方式，使被测设备产生必须的测试码型。

b)TransmitterPresetCalibrationUSB4.0信号为了补偿有损链路带来的损耗，定义了16种发送端均衡(Preset0~Preset15)，测试规范规定在做发送端测试前，需要对每一个接口的每一对高速信号支持的每一种速率分别做Preset的校准，选择能够提供值小DDJ值的Preset值，把它设定到被测体的固件里，作为后续验证的基础。

（1）速度快：接口的传输速度高达480 Mbit／s，完全能满足高速数据交换的要求；  （2）连接简单快捷：所有的 USB设备利用通用的连接器，无需打开主机机箱就可简单方便地连人计算机，实现热拔插；  （3）无需外接电源：USB电源向低压设备提供 5V电源；  （4）有不同的带宽和连接距离：USB 2．0提供全速与高速 2种传输数率规格，使用户有足够的带宽供新的外设使用；  （5）良好的兼容性：系统检测到 1．1版本的接口类型时，会自动按照 12 Mbit／s的速度传输 ，而其他采用2．0版本的外设还是能以2．0所规定的速率传输。USB主机的低速和全速信号质量测试时的连接；

USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0每一代的数据速率都有非 常大的提升。需要注意的是，在USB3.1规范推出后，之前USB3.0中定义的5Gbps速被称为Genl速率，新定义的10Gbps被称为Gen2速率。而在2019年发布的USB4.0规范中，新增的20Gbps速率被称为Gen3速率。

USB3.0和之后的标准都采用了双总线架构(图3.1),即在USB2.0的基础上增加了超高速总线部分。超高速总线的信号速率达到5Gbps、10Gbps甚至20Gbps,采用全双工方式工作。以PC上普遍使用的Type-A连接器为例，为了支持更高速率的信号传输，就在原有USB2.0的4根线(Vbus、Gnd、D+、D-)基础上新增加了5根信号线，包括2对差分线和1根屏蔽地线(如果是Type-C连接器则增加更多)。原来的4根线完全兼容原来的USB2.0设备；新增的这两对差分线采用全双工作模式，一对线负责发送，另一对线负责接收，发送和接收都可实现5Gbps或以上速率的数据传输。

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电缆、连接器测试；智能化多端口矩阵测试USB测试执行标准

USB3.0对于电缆传输损耗的要求；湖南机械USB测试

对于捕获到的数据波形的分析，可以使用USB协会提供的Sigtest软件或者示波 器厂商的自动测试软件。Sigtest是USB协会提供的进行USB3.0等总线分析的官方分析 软件，但是需要用户手动捕获码型、切换码型、进行示波器触发设置等，操作比较烦琐，且设 置不对可能影响捕获的波形或分析的结果。

由于USB3.x的测试涉及被测件类型、速率、均衡器、测试脚本调用、传输通道设置等非 常多的因素，而且不同的测试项目需要在不同的测试码型下进行，设置不当可能测试结果完 全不对，所以 一般建议使用用的自动测试软件配合示波器进行测试。图3 . 7是在示波器 中安装的USB3 . x自动测试软件的设置界面。通常用户只需根据设置向导选择相应的测试项目，然后按照向导连接DUT并把DUT设置成正确的模式即可自动运行测试，软件会自 动捕获波形并测试生成html格式的测试报告。测试软件中还会自动调用设置好的通道模 型和均衡器，以及内置的USB协会发布的SigTest脚本，从而简化了手动操作，并可以 保证测试算法完全符合USB协会对信号分析的要求。 湖南机械USB测试