Universal Serial Bus | アンリツグループ

Accelerate your USB testing

Universal Serial Bus（USB）はパソコンを代表とする機器に、周辺機器を接続するための規格の一つです。USB 3.2、USB4® Version 1.0、Version 2.0などの規格が、業界団体USB Implementers Forum（USB IF）で議論され、策定されてきました。
近年、USB Type-Cコネクタの採用が進められ、USBの伝送性能が向上したことで、HDMI、Thunderbolt、DisplayPortなど、別規格のコネクタと統一しようとする動きがあります。また、USB Power Delivery（USB PD）規格に対応して急速充電が可能となるなど、ケーブル1本で、充電、大容量のファイルや高解像度のビデオの伝送が可能となります。

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White paper overcoming design and evaluation challenges of intra-pair skew in high-speed interface

ホワイトペーパー:
Overcoming Design and Evaluation Challenges of Intra-Pair Skew in High-Speed Interfaces

PCIeやUSBなどの差動信号のIntra-Pair Skewが高速デジタル伝送に及ぼす影響が顕在化しています。
本ホワイトペーパーでは、Intra-Pair Skewの影響や技術課題、Skewの評価法について説明します。

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USBの試験課題

USB規格のバージョンアップとともにインターフェースのデータ伝送速度は高速化し、USB4 Version 2.0では25.6 Gbaudに及びます。このような高速通信になると、ノイズやジッタなどの影響を無視できなくなります。また、複数のUSBデバイス・ケーブルの接続が許容されているため、デバイスやケーブルによる伝送損失により、信号は劣化しやすくなっています。 USBデバイスの設計者は、これらの難しい課題に取り組まなければなりません。ノイズやジッタなどを引き起こす原因箇所を特定し、電気配線やビア配置の見直しなど、設計へとフィードバックする必要があります。さらには、正常系に加えて、異常系の動作の検証も求められています。

USB規格では多くの試験項目が規定されているため、USBデバイスの評価には時間がかかります。新しいバージョンのUSB規格が策定されるたびに要求性能を評価できる測定器を用意する必要もあります。これらの工数や設備投資の削減も課題となっています。

USB R&D向けソリューション

ビット誤り率試験器とオシロスコープを使用してUSBデバイスの物理層のデジタル信号品質を改善し、確保するために求められる試験をします。

アンリツのシグナルクオリティアナライザ-R MP1900Aは、対応規格をUSB3.2からUSB4 Version 2.0にアップグレードするオプションを用意しています。また、ソフトウェアによるテストの自動化でテスト工数を削減できます。

リーフレット：
USB4 v2 レシーバコンプライアンステストソリューション

トランスミッタ/レシーバ試験

トランスミッタ試験では、リアルタイムオシロスコープ（RTO）を使用して、USBデバイスから出力される基準クロックやデータ信号の立ち上がり時間、振幅、アイ幅、ジッタなどの特性を評価します。また、信号発生器（PPG）を信号源として使用し、RTOでフェーズ・ロック・ループ（PLL）帯域幅を測定します。

レシーバ試験では、PPGとビット誤り率（BER）測定器を用いて、電気信号にノイズやジッタなどのストレスを印加し、USBデバイスのジッタトレランス、クロストーク、動作マージンなどを評価します。

アンリツのシグナルクオリティアナライザ-R MP1900Aは、8スロットモジュラー式の高性能BERTです。NRZ/PAM4信号によるUSBの高速バスインターフェースの物理層測定を1台でサポートします。

さらに、AnritsuのSIおよびPAM4 PPG向けオプション051 Sequence Editor functionは、高速デジタルインターフェース向けのテストパターンおよびシーケンスの構築から、それらの実行に至るまで、効率性と信頼性を兼ね備えた包括的なソリューションを提供します。このSequence Editor functionは直感的なGUIを備えており、通常動作、異常動作、ストレステストといった各種シナリオに対応したシーケンスの構築が容易です。これにより、コンプライアンス要件に即した柔軟なテストが可能となり、物理層の性能検証、論理層の障害動作の再現、ならびに効率的な原因分析を実現します。

リーフレット:

プロトコル試験

USBでは、接続（リンク）の状態遷移を管理するステートマシン LTSSM（Link Training and Status State Machine）を物理層に備えています。
プロトコル試験では、LTSSMが正常に遷移することを検証します。また、リンクのトラブルが発生した際にはリンクトレーニング、LTSSMを解析し、物理的な要因によるものか、論理的な要因によるものか切り分けを行います。

トランスミッタ試験、レシーバ試験、プロトコル試験は、PPGとBER測定器が一体になったアンリツのMP1900Aに加えて、パートナー企業が提供するRTOを組み合わせることで実施可能です。

さらに、パートナー企業が提供する、MP1900AとRTOを自動制御する試験ソフトウェアを活用すれば、複雑な試験パラメータの設定を簡易化でき、デバッグ時やコンプライアンス試験にかかる工数を削減可能です。

製品カタログ:

シグナルクオリティアナライザ-R MP1900A - PCIe/USB/Thunderbolt/Display Port テストソリューション