测试服务USB测试信号完整性测试

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。 USB协辉提供的信号质量分析软件；测试服务USB测试信号完整性测试

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。 眼图测试USB测试PCI-E测试示波器在USB2.0一致性分析测试方案；

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

Type - C的接口是双面的，也就是同 一 时刻只有TX1+/TX1 一 或者TX2+/TX2 - 引脚上会有USB3 . 1信号输出，至于哪 一面有信号输出，取决于插入的方向。如图3 . 18所 示，默认情况下DFP设备在CC引脚上有上拉电阻Rp,UFP设备在CC引脚上有下拉电阻 Ra,根据插入的电缆方向不同，只有CCl或者CC2会有连接，通过检测CCl或者CC2上的 电压变化，DFP和UFP设备就能感知到对端的插入从而启动协商过程。

信号质量的测试过程中，由于被测件连接的是测试夹具，并没有真实地对端设备插入，这就需要人为在测试夹具上模拟电阻的上下拉来欺骗被测件输出信号 克劳德高速数字信号测试实验室USB标准测试方案；

c)EqualizationCalibration针对无源电缆的应用场景，USB的发送端测试点在TP3。示波器在进行信号质量分析前，需要模拟真实device，引入一个参考均衡算法，减轻有损电缆对信号质量的恶化。USB4.0定义了这种参考均衡算法可以有多种不同的连续时间线性均衡(CTLE:Continuous-Time-Linear-Equalizer)和判决反馈均衡(DFE:Decision-Feedback-Equalizer)组成。在做TP3测试前，需要sweep这些组合，找到能提供眼图面积(如果面积相等，参考眼高)的算法，以此为基础，得到TP3相关的测试结果。

d)USB4.0抖动分离为了更好表征高达20Gbps的USB4.0信号质量，不同于USB3.2测试Tj,Rj和Dj三个抖动指标，USB4.0定义了严格的TJ,UDJ,DDJ,LPUDJ,DCD等抖动指标，并且对每个指标如何做抖动分离、如何测量做了详细的规定。 USB3.0信号质量测试中的测试码型和LFPS信号？眼图测试USB测试PCI-E测试

USB4.0一致性测试环境；示波器、测试软件、夹具；测试服务USB测试信号完整性测试

性能特点USB2.0USB3.0USB3.1USB3.2USB4.0

发布时间2000年2008年2013年2017年2019年

比较高接口速率480Mbps5Gbps(Genl)10Gbps速率(Gen2)20Gbps(Gen2x2)40Gbps(Gen3x2)

连接器Type-A/B/CType-A/B/CType-A/B/CType-CType-CRetimer(中继器)无定义无定义无定义支持支持2级

编码方式无8b/10b128b/132b128b/132b128b/132b

典型电缆长度5m3mlm1m有源电缆1m,0.8m,有源电缆发送端预加重无2阶预加重3阶预加重3阶预加重3阶(16种预设值)

接收端均衡方式无CTLE(2种强度)CTLE(7种强度)+DFECTLE(7种强度)+DFECTLE(10种强度)+DFE

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 测试服务USB测试信号完整性测试