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信号质量测试中的测试码型和LFPS信号？信号完整性测试USB测试安装

USB4.0技术简介USB全称UniversalSerialBus(通用串行总线)，早在1994年被众多电脑厂商采纳用以解决当时接口不统一的问题。在随后二十多年时间里，USB技术不断发展，标准经历了USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.0、USB3.1到USB3.2，直到现在的USB4.0。

USB4.0 直接采用的是 Intel 和Apple 从 2015 年在笔记本电脑上 推出的、基于 Type-C 接口的“雷电”Thunderbolt 3 协议标准，  数据 传输速率支持 10Gbps/lane 和 20Gbps/lane 两种速率，选择性地支 持 TBT3-compatible 10.3125Gbps/lane 和 20.625Gbps/lane 两 种 速 率； 同时，  通 过交替模式 (ALT mode) 支持 DisplayPort，  PCIE 等信号标 准。为了避免混淆，  Intel 将未来准备在笔记本电脑上部署的 Thunderbolt 接口，  统一命名为 Thunderbolt4.0。 数字信号USB测试执行标准USB3.0电缆的测试环境？

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

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 。 USB3.1和3.0有什么区别？

USB测试

USB3.x的接收容限测试USB3.x规范除了对发送端的信号质量有要求外，对于接收端也有一定的抖动容限要求。接收抖动容限的测试方法在被测件环回(loopback)模式下进行误码率测量，即用高性能误码仪(BERT)的码型发生部分产生精确可控的带抖动的信号，通过测试夹具送给被测件的接收端，被测件再把接收到的数据环回后通过其Tx送回误码仪，由误码仪测量环回来 的数据的误码率。USB3.x测试规范对于接收容限的测试原理。

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USB3.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；信号完整性测试USB测试安装

第二项测试是发射机均衡测试，这项测试也与USB4预置值有关。这项测试的目标，是确保发射机均衡落在规范的极限范围内。新USB4方法要求每个预置值3个波形，而PCIe Gen 3/4则要求一个波形。现在一共需要48个波形，因此耗时很长！

USB4中接收机测试和校准变化现在我们讨论一下USB4中接收机测试和校准有哪些变化。首先，USB4必需对全部5个SJ频率执行接收机校准。这较USB3.2接收机校准变化很大，在USB3.2中我们只在100MHzSJ频率执行校准，然后使用相同的压力眼图校准进行接收机测试。USB4还有两种测试情况，我们需要进行自动调谐或精调，来满足压力眼图或总抖动目标。情况1是低插损(短通道)，情况2是比较大插损(长通道)，这也要耗费很长时间。下一步是USB4接收机测试，或者我们怎样运行传统抖动容差测试。抖动容差测试的目标之一，是扫描SJ或幅度，找到边界，或者找到哪里开始出现误码。为了执行这项测试，我们需要先使用边带通道初始化链路，然后开始BER测试。然后我们要一直监测误码，因为USB4现在采用机载误码计数器，而不是BERT上的传统误码检测器。这个过程涉及到多个步骤。 信号完整性测试USB测试安装