众口难调翻篇儿,了解最新USB4标准测试要求和挑战

2021-05-12 14:44:39 来源:泰克
自1996以来,通用串行总线(USB)已经成为采用最广泛的串行接口。最新版USB标准USB4™于2019年发布,带来了各种新的挑战,如信号完整性、设备控制、测试时间提高等等。泰克USB4一致性测试和调试解决方案通过一种简便的方式,陪您一起迎接USB4时代。

不管是雷电 3 还是 USB4 还是即将到来的雷电 4,在协议和物理形态上都越来越像,越来越统一了,USB4将通过Type-C连接器操作,解决众口难调的问题。接下来将会有越来越多的设备支持 USB4。

 

最新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
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。


 
图1: USB4 Gen3 (20Gbps) TP2和TP3眼图
 
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最优的预置值。因此,最好先验证和测量所有其他预置值,然后再执行发射机测试
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。最新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!

 

图2: V1,去加重和前冲开;V2,去加重开,前冲关;V3,去加重关,前冲开。
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USB 3.2接收机校准变化很大,在USB 3.2中我们只在100 MHz SJ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是最大插损(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。
了解USB4的最新特点以及最新测试要求和挑战,可以帮助您理解这一最新标准的变化。泰克USB4一致性测试和调试解决方案提供了一种简便的方式,可以根据USB4电接口一致性测试规范 (CTS) v1.0,验证和表征新兴的USB4路由器主机、USB4路由器设备和USB4集线器。如需更多信息,请点播网上研讨会 – USB4一致性测试和表征测试挑战

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