自1996年以來，通用串行總線(USB)已經(jīng)成為采用最廣泛的串行接口。最新版USB標(biāo)準(zhǔn)USB4?于2019年發(fā)布，帶來了各種新的挑戰(zhàn)，如信號完整性、設(shè)備控制、測試時間提高等等。

最新USB4標(biāo)準(zhǔn)

最新USB4標(biāo)準(zhǔn)引入了16種新的預(yù)置值，也就是說，發(fā)射機(jī)均衡現(xiàn)在有16種不同的組合。較USB 3.2發(fā)射機(jī)，這是一個很大的變化，前者支持1個前沖電平和3個加重電平。USB4采用雙重角色數(shù)據(jù)操作，使主機(jī)到主機(jī)通信成為可能。USB4接收機(jī)測試和鏈路/通路初始化中的巨大差異之一，是它采用邊帶通道進(jìn)行通信。USB4接收機(jī)測試不同于傳統(tǒng) USB 3. 2接收機(jī)測試?，F(xiàn)在，USB4接收機(jī)測試采用機(jī)載誤碼計數(shù)器，來計算BER，因此我們現(xiàn)在需要USB4微控制器，來同時執(zhí)行發(fā)射機(jī)測試和接收機(jī)測試。

圖1. USB4 Gen3 (20Gbps) TP2和TP3眼圖

此外，在USB4中，我們要參考路由器主機(jī)或路由器設(shè)備組件通道預(yù)算。利好是我們在執(zhí)行USB4一致性測試時（其在TP2和TP3測試點(diǎn)上執(zhí)行），TP2和TP3測試點(diǎn)的連接或設(shè)置仍是一樣的。

新的測試要求和挑戰(zhàn)

USB4中出現(xiàn)了許多新的測試要求，同時帶來了需要解決的對應(yīng)的測試挑戰(zhàn)。第一步是發(fā)射機(jī)預(yù)置校準(zhǔn)(Transmitter Present Calibration),這是發(fā)射機(jī)測試的前提步驟。在這一測試中，我們捕獲全部16個預(yù)置波形，然后測量數(shù)據(jù)確定性抖動 (DDJ)。在USB4中，在通路初始化過程中，接收機(jī)會請求改變預(yù)置值，對被測參數(shù)可能并不會使用最優(yōu)的預(yù)置值。因此，最好先驗(yàn)證和測量所有其他預(yù)置值，然后再執(zhí)行發(fā)射機(jī)測試。

第二項(xiàng)測試是發(fā)射機(jī)均衡測試，這項(xiàng)測試也與USB4預(yù)置值有關(guān)。這項(xiàng)測試的目標(biāo)，是確保發(fā)射機(jī)均衡落在規(guī)范的極限范圍內(nèi)。最新USB4方法要求每個預(yù)置值3個波形，而PCIe Gen 3/4則要求一個波形。現(xiàn)在一共需要48個波形，因此耗時很長！

圖2. V1，去加重和前沖開；V2，去加重開，前沖關(guān)；V3，去加重關(guān)，前沖開。

USB4中接收機(jī)測試和校準(zhǔn)變化

現(xiàn)在我們討論一下USB4中接收機(jī)測試和校準(zhǔn)有哪些變化。首先，USB4必需對全部5個SJ頻率執(zhí)行接收機(jī)校準(zhǔn)。這較USB 3.2接收機(jī)校準(zhǔn)變化很大，在USB 3.2中我們只在100 MHz SJ頻率執(zhí)行校準(zhǔn)，然后使用相同的壓力眼圖校準(zhǔn)進(jìn)行接收機(jī)測試。USB4還有兩種測試情況，我們需要進(jìn)行自動調(diào)諧或精調(diào)，來滿足壓力眼圖或總抖動目標(biāo)。情況1是低插損(短通道)，情況2是最大插損(長通道)，這也要耗費(fèi)很長時間。

下一步是USB4接收機(jī)測試，或者我們怎樣運(yùn)行傳統(tǒng)抖動容差測試。抖動容差測試的目標(biāo)之一，是掃描SJ或幅度，找到邊界，或者找到哪里開始出現(xiàn)誤碼。為了執(zhí)行這項(xiàng)測試，我們需要先使用邊帶通道初始化鏈路，然后開始BER測試。然后我們要一直監(jiān)測誤碼，因?yàn)閁SB4現(xiàn)在采用機(jī)載誤碼計數(shù)器，而不是BERT上的傳統(tǒng)誤碼檢測器。這個過程涉及到多個步驟。

泰克USB4一致性測試和調(diào)試解決方案

了解USB4的最新特點(diǎn)以及最新測試要求和挑戰(zhàn)，可以幫助您理解這一最新標(biāo)準(zhǔn)的變化。泰克USB4一致性測試和調(diào)試解決方案提供了一種簡便的方式，可以根據(jù)USB4電接口一致性測試規(guī)范 (CTS) v1.0，驗(yàn)證和表征新興的USB4路由器主機(jī)、USB4路由器設(shè)備和USB4集線器。