新USB4标准新USB4标准引入了16种新的预置值,也就是说,发射机均衡现在有16种不同的组合。较USB 3.2发射机,这是一个很大的变化,前者支持1个前冲电平和3个加重电平。USB4采用双重角色数据操作,使主机到主机通信成为可能。USB4接收机测试和链路/通路初始化中的巨大差异之一,是它采用边带通道进行通信。USB4接收机测试不同于传统 USB 3. 2接收机测试。现在,USB4接收机测试采用机载误码计数器,来计算BER,因此我们现在需要USB4微控制器,来同时执行发射机测试和接收机测试。USB3.0测试信号的波形;解决方案USB测试联系人

此外,在USB4中,我们要参考路由器主机或路由器设备组件通道预算。利好是我们在执行USB4一致性测试时(其在TP2和TP3测试点上执行),TP2和TP3测试点的连接或设置仍是一样的。新的测试要求和挑战USB4中出现了许多新的测试要求,同时带来了需要解决的对应的测试挑战。第一步是发射机预置校准(Transmitter Present Calibration),这是发射机测试的前提步骤。在这一测试中,我们捕获全部16个预置波形,然后测量数据确定性抖动 (DDJ)。在USB4中,在通路初始化过程中,接收机会请求改变预置值,对被测参数可能并不会使用比较好的预置值。因此,比较好先验证和测量所有其他预置值,然后再执行发射机测试。解决方案USB测试联系人USB2.0一致性测试数据;

USB测试,需要被测件能够发出不同速率的测试码型以及不同的预加重设置。被测件发送信号的控制需要通过USB4的微控制器,这个控制器可以在USB协会提供的ETT(ElectricalTestTool)软件的控制下和被测设备交互,并控制被测设备输出需要的测试码型。为Wilder公司提供的USB4.0的测试夹具及控制器。在有些示波器的USB4的信号质量自动测试软件中,也集成了ETT软件的控制脚本。这样在测试过程中,用户只需要选择需要测试的速率和项目,测试软件就会根据不同的项目设置被测件的状态,而不需要每次运行不同测试项目时等待用户手动进行烦琐的被测件状态设置。USB4.0自动测试软件的测试环境设置、测试项目选择以及运行测试项目的界面。
测试系统搭建和介绍任何测试系统的搭建都是以测试目的为导向的,在测试之前一定要明确测试目的。对于完整的USB2.0信号完整性测试,需要对TX端和RX端都进行完整的测试,但是对于大多数厂商来讲,可能只能完成基本的TX端测试。我们这个测试也只对TX端进行测试,所以测试的系统就是一台示波器、DUT、测试夹具和测试线缆。
示波器:TektronixTDS7704B,带宽为7GHz,采样率为20GS/s;测试探针:TektronixP7330/P7240USB2.0testfixture;测试夹具:TDSUSBFUSB2.0ComplianceTestFixtureWithPowerAdapter;测试软件:•USBHighSpeedElectricalTestToolRev:1.10;•TDSUSB2TestPackageApplicationV3.0.2;Tektronix的USB2.0发送端一致性测试软件TDSUSB2可以支持嵌入(Embed)、去嵌入(De-embed)的功能,这对研发工程师的作用非常大。在软件中还直接内置提供Host和Device的一致性通道传递函数,可以嵌入一致性通道模型,完成对一致性测试的要求,这主要体现在包含了测试过程中加入了长通道和短通道的S参数在其中,这时不管你是做的Host端的产品还是Device端的产品,只要在测试时选择对应参数即可真实的使用情况。这样也符合一致性测试规范。 USB3.0连接器的阻抗测试;

USB4.0的接收容限测试
对于USB4.0的接收端来说,主要进行的是接收容限测试,用于验证接收端在压力信号(StressedElectricalSignal)下的表现。具体的测试项目包括压力信号的误码率测试(BER)、突发误码率测试(MultiError-Burst)、频率偏差(FrequencyVariations)、回波损耗(ReturnLoss)等。
误码率的测试要在压力信号下进行,因此需要先用高速误码仪的码型发生器产生带预加重、正弦抖动(PJ)、随机抖动(RJ)、扩频时钟(SSC)、共模噪声(ACCM)的信号,并用高带宽示波器进行压力信号校准。校准完成后再把压力信号注入被测件,在不同的正弦抖动幅度和频率下进行误码率测试。在USB4.0的接收容限测试中,需要做两种场景的测试:Casel的测试中没有插入USB电缆,模拟链路损耗小的情况;Case2的测试中要插入2m USB3.0一致性测试环境;示波器、测试软件、夹具;解决方案USB测试联系人
USB3.0一致性测试内容;解决方案USB测试联系人
3.USB4.0回波损耗测试高速串行信号传输速率越高,信号的射频微波化趋势就越明显,20Gb/s的数字信号的Nyquist频率已经高达10GHz。这种情况下,测试信号的时域指标已经越来越难以保证信号的质量;因此从Thunderbolt3.0开始,发送端在正常传输数据时的回波损耗测试也变成了一个必须的测试项目,USB4.0当然也不例外。USB4.0定义了发送端和接收端差分回波损耗及共模回波损耗四个测试项目。
USB4.0 回波损耗测试的实际连接和结果示意图。它需要 一台至少 20GHz 带宽、带 TDR 选件的网络分析仪, 同时被测体通 过 USB4ETT 软件和 USB4.0 Microcontroller 产生 PRBS31 的测试码型。 是德科技提供详细的操作步骤和网络分析仪设定文件 (State File) 供大家参考。 解决方案USB测试联系人