辽宁智能化多端口矩阵测试USB测试

USB4.0 的 规范 是 2021 年 5 月份发 布 的 ”USB4 Specification Version 1.0 with Errata and ECN through Oct. 15, 2020”；测 试 规 范 是 2021 年 7 月 份 发 布的 ”USB4 Electrical Compliance Test Specification V1.02”。

因为 USB4.0 需要支持有源电缆和无源电缆两种应用场景，  针对 的测试点分别是 TP2 和TP3，  即通俗讲的近端测试和远端测试。 在进行远端测试时，需要考虑无源电缆的影响。因为一根实体的 无源电缆很难完整的表征所有恶劣的场景，  包括插入损耗、回 波损耗、串扰等，为了保证测试的一致性和可重复性，发动端测 试都是用软件的算法，  利用示波器嵌入 S 参数 / 传递函数的方式， 实现参考链路的模拟。同时，  为了保证测试精度，  USB4.0 要求示 波器在进行信号捕获前，需要通过去嵌 (De-embedded) 的方式去除 测试电缆的影响。 克劳德高速数字信号测试实验室USB 3.2 & 2.0测试；辽宁智能化多端口矩阵测试USB测试

从 2015 年到现在，是德科技基于磷化铟 (InP) 工艺的 Infiniium 系 列高带宽示波器，  凭借其优异的低噪声、低抖动底噪等硬件性能 和的尾部拟合”Tail-fit”抖动分离算法等软件，一直是被 Intel 和Thunderbolt 认证实验室认可和批准使用的高带宽示波器。

进入到 USB4.0 时代，大家如果仔细通读每一个版本的测试规范， 都可以发现，所以的仪表截屏、设定和算法，采用的都是德科技 高带宽示波器。

2019 年，是德科技基于第二代磷化铟(InP 工艺，推出了 110GHz 带宽， 256GSa/s 采样率，硬件 10bit ADC，25fs 抖动底噪的 UXR 系列示波器， 将高速信号量测精度推到了另外一个高度。如下所示，  是是德科 技 UXR 示波器和已是业内的是德科技 V 系列示波器，测试同 一个 USB4.0 信号的测试结果比较，  UXR 示波器提供了更优的信号 测试余量。 USB测试代理品牌USB3.0一致性测试数据；

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。

测试过程Tektronix示波器对于USB2.0这类接口的测试都有非常完善的测试解决方案，这些方案都是标准流程化的，只要进入到软件测试界面即可按照流程图一步一步的往下进行测试。下面是测试时的相关设置和注意事项：在测试前，首先要预热、校准示波器（大约20分钟）、线缆需要做de-skew。这一步非常的关键，特别是线缆做de-skew，因为很多时候线缆与线缆之间有一些偏差，如果不做de-skew就会导致在差分信号的正端和负端引入系统误差。然后就开启测试USB2.0软件TDSUSB2TestApp，

USB2.0一致性测试数据；

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。 USB接口可靠性测试方法；USB测试代理品牌

USB3.0电缆眼图仿真和均衡仿真；辽宁智能化多端口矩阵测试USB测试

USB4.0 标准定义了非常详细、复杂的发送端测试要求，需要对每 个 Type-C 口、每一条 lane、每一种速率下信号做 Preset Calibration、 Equalization Calibration； 然 后以次为基础，  测试所有抖动 (TJ/UDJ/ DDJ/LPUDJ/DCD)、眼图、上升时间 / 下降时间、  SSC 等指标； 并 且每一个测试都伴随着测试码型的切换。。。如果用手动方式，  做 一次完整的测试，  这几乎是不可能的任务。是德科技 D9040USBC 一致性测试软件完美地解决了整个问题。如下所示，可以将示波 器作为控制 PC，  USB-IF 的 USB4ETT 软件安装在示波器上，  USB4.0 Microcontroller 也连在示波器上。这样 D9040USBC 软件就可以利用 USB4ETT command line interface，通过 USB4.0 Microcontroller 在捕获 / 分析完所需的信号后，  控制被测体产生下一个测试项目所需的测 试码型。从而形成一个闭环的全自动化测试解决方案辽宁智能化多端口矩阵测试USB测试