通用序列匯流排 (USB)
加速您的 USB 測試
通用序列匯流排 (Universal Serial Bus, USB) 是一種用於將週邊設備連接到其他裝置 (尤其是電腦) 的協議和硬體標準。USB 3.2、USB4® 1.0 版和 2.0 版等標準已由 USB 實施者論壇 (USB IF) 討論並制定。
隨著最近 USB Type-C 連接器的採用,USB 傳輸性能得到改善,並正在與 HDMI、Thunderbolt、DisplayPort 等接口平起平坐。這些標準還支援USB Power Delivery(USB PD)標準,可實現快速充電,實現透過單一傳輸線同時進行充電、大型檔案傳輸與高解析度影音傳輸。
白皮書:
突破高速介面差分對時序偏移的設計與驗證挑戰
在 PCIe、USB 等數位訊號介面中,隨著資料傳輸速率提升,差分介面中產生的差分對內部偏移 (Intra-Pair Skew) 對通訊品質的影響日益顯著。
本白皮書介紹了 Intra-Pair Skew 在高速數位傳輸中的影響和挑戰,以及評估偏差程度的必要性。
USB測試挑戰
隨著USB標準的升級,介面的資料傳輸速度也隨之提升,USB4 2.0版本已達到25.6 Gbaud的高速率。在如此高的速度下,雜訊與抖動的影響愈加顯著。
此外,由於 USB 支援多裝置與多條傳輸線連接,訊號容易因裝置與線材的傳輸損耗而劣化。開發工程師需面對這些挑戰,找出雜訊與抖動等問題來源,並修正電氣配線與佈局,將結果回饋給設計團隊。除了正常操作外,亦需驗證異常(錯誤)情境下的行為。
USB 標準規範了眾多測試項目,使得 USB 裝置的評估過程耗時且繁瑣。每當 USB 標準升級時,亦需具備能評估新版本性能的測量設備。如何降低人力成本與設備投資,是研發部門面臨的另一項挑戰。
USB研發解決方案
使用誤碼率測試儀和示波器來執行改善和維護USB設備實體層數位訊號品質所需的測試。
安立訊號品質分析儀-R MP1900A 提供選配功能,可將支援的標準從 USB 3.2 升級至 USB 4 2.0 版本。此外,透過自動化測試軟體,可大幅縮短測試所需時間。
Leaflet介紹:
USB4 v2 Rx Compliance Test Solution
傳送端與接收端測試
傳送端(Tx)測試使用即時示波器(RTO)評估 USB 裝置輸出的參考時鐘與資料訊號的上升/下降時間、振幅、眼圖寬度、抖動等參數。另可透過安立知 MP1900A 的脈衝訊號產生器(PPG)作為訊號源,使用 RTO 測量相位鎖定迴路(PLL)頻寬。
接收端(Rx)測試則使用 MP1900A 的 PPG 與 BER 測量功能,對電氣訊號施加雜訊與抖動等壓力,評估 USB 裝置的抖動容忍度、串擾、操作邊界等性能。
MP1900A是一款高效能、8插槽模組化 BERT,支援 PCI Express 等高速匯流排介面的 NRZ/PAM4 訊號實體層測量,整合於單一儀器中。
此外,安立知的 Sequence Editor(選購功能 051) 可搭配 SI 與 PAM4 PPG 使用,提供從建構高速數位介面測試模式與序列,到執行測試的一站式解決方案。Sequence Editor 採用直覺式圖形介面,能輕鬆建構正常、異常與壓力測試情境,支援符合相容性要求的彈性測試,並可驗證實體層效能、重現邏輯層錯誤行為,以及有效進行根本原因分析。
Leaflet介紹 :
協議測試
USB 使鏈路訓練狀態機 (Link Training and Status State Machine,LTSSM) 來管理實體層中連接(鏈路)的狀態轉換,協議測試可評估 LTSSM 是否正常轉換。此外,它還可以在發生鏈路問題時,分析鏈路訓練和 LTSSM,以確定原因是物理錯誤還是邏輯錯誤。
Tx、Rx 與 Protocol 測試皆可透過安立知 MP1900A 搭配合作夥伴提供的 RTO 來執行。
MP1900A整合了PPG 與 BER 測試儀,並可透過測試軟體自動控制 MP1900A 與 RTO,輕鬆設定複雜的測試條件,有效縮短除錯與相容性測試所需時間。
產品目錄 :
Signal Quality Analyzer-R MP1900A - PCIe/USB/Thunderbolt/Display Port Test Solutions
互連測試
在原型裝置開發階段,針對訊號劣化原因的特性分析與效能改善,需評估零件與訊號線的插入損耗與反射損耗,這類測試稱為互連測試。
安立知的向量網路分析儀(Vector Network Analyzer),如ME7838系列和 MS4640B系列,可用於評估硬體中電氣配線的頻率特性、反射特性(S 參數)與阻抗,包括搭載 USB 裝置的印刷電路板或材料等。
白皮書 :
Exploring VNAs: The Definitive Tool for Signal Integrity in High-Speed Digital Systems
影片 :