贏在USB3.0爆發(fā)前夜，別讓接收機測試拖后腿

21ic訊 最高速度擴大到5Gbps的USB3.0自完成標準制定以來，對應(yīng)產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，但主要集中在閃存盤和移動硬盤等存儲類Device產(chǎn)品。筆者從“泰克2011年春季創(chuàng)新論壇”上獲悉，已發(fā)布兩年的USB3.0在中國受到開發(fā)者熱捧，并且泰克的高速串行專家及合作伙伴表示，隨著不久之后Intel和AMD將其集成到主板（芯片組）中，USB3.0市場的爆發(fā)期在2012年也隨之到來，因為主板集成USB3.0后必將極大推動Host產(chǎn)品的大量涌現(xiàn)，這樣才能真正引爆USB3.0市場。

“作為USB測試行業(yè)的領(lǐng)導者和USB3.0標準組織的唯一測試測量技術(shù)貢獻者，泰克預期市場對USB 3.0產(chǎn)品的需求將在未來幾個季度不斷增加。”泰克公司大中華區(qū)市場開發(fā)經(jīng)理張?zhí)焐壬硎荆?ldquo;從事高速串行數(shù)據(jù)設(shè)計的工程師需要快速跟進，以便及時抓住涌現(xiàn)的市場機會。業(yè)界先進、完整的測試解決方案和咨詢服務(wù)可幫助工程師克服USB3.0設(shè)計挑戰(zhàn)和產(chǎn)品上市時間壓力。

接收機物理層測試成為必須，BERTScope幫助應(yīng)對閉合眼圖

今年泰克春季創(chuàng)新論壇的一個重要演講者就是Sarah Boen女士。她目前擔任泰克技術(shù)解決方案的市場經(jīng)理，被稱為“泰克HSS技術(shù)權(quán)威”。在會上，Sarah分享了USB3.0測試的關(guān)鍵考慮事項：
1. 接收機測試成為必須，包括抖動容限、可能導致互操作問題的SSC、異步參考時鐘。
2. 通道方面的問題，需要考慮發(fā)送線路效應(yīng)，對于較早期的設(shè)計，還必須進行軟件通道的仿真。
3. 另外出現(xiàn)一些新的挑戰(zhàn)，如12”長的Host通道，接收機閉合的眼圖，均衡，發(fā)射機預加重和接收機的連續(xù)時間線性均衡器（CTLE）。
4. 鏈路層：均衡、鏈路協(xié)商（Link Training）、加擾/極性轉(zhuǎn)換、低功耗狀態(tài)機等。
 

 
圖1：USB3.0測試：發(fā)射、通道（線纜）、接收機，一個都不能少。

Sarah指出，在信號速度低于2.5Gbps時，完成發(fā)射機的測試基本就可以了，但對于速度超過2.5Gbps的超高速接口應(yīng)用如5Gbps USB3.0，接收機測試就變得舉足輕重，因為即使發(fā)射機信號質(zhì)量不錯，但經(jīng)過長的傳輸通道后會受到很大影響，導致信號在接收機的眼圖是閉合的，快速的信號速率也會導致接收機錯誤地中斷輸入數(shù)據(jù)，造成系統(tǒng)錯誤。因此單純的發(fā)射機一致性測試不足以確保整個系統(tǒng)的誤碼率要求。

如USB2.0應(yīng)用一樣，泰克為USB3.0的發(fā)射機測試提供了超過規(guī)范要求的完整解決方案（手動和自動可選）。對于復雜得多的接收機測試，泰克則展示了最新的BERTScope解決方案，可幫助開發(fā)者加快USB3.0的一致性測試速度。

BERTScope系列產(chǎn)品顧名思義，就是融合了誤碼率測試儀（BERT）和示波器（Scope）的優(yōu)點于一身的高性能、高度集成、易于操作高速串行系統(tǒng)的測量、驗證和調(diào)試工具，完全能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的BERT完成誤碼率測試，并且還能實現(xiàn)眼圖分析、抖動分析等高性能示波器所能實現(xiàn)的指標測試。不僅能對Tx端信號進行抖動分析、誤碼相關(guān)性分析，還可以根據(jù)規(guī)范的要求，進行Rx端抖動、幅度容限測試。對于BERTScope系列測試方案之外的其他相近的方案來說，要實現(xiàn)相同的測量通常需要三、四臺不同的儀器組合才能實現(xiàn)。所以，從整體解決方案的角度而言，BERTScope大大降低了整體測試方案的成本，同時避免了多臺儀器組合使用中復雜的連接和校準問題，極大地提高了測試效率和精確度。
 

 
圖2：泰克BERTScope接收機測試方案的配置情況。
Sarah介紹了BERTScope USB3.0接收機測試解決方案的配置情況。如圖2所示，時鐘恢復模塊CR125A、數(shù)字預加重模塊DPP125B與BERTScope 85C誤碼率分析儀相結(jié)合，并配上夾具和線纜（泰克的USB3.0夾具可同時支持發(fā)射、接收機及線纜的測試），主要提供了4大功能：
1. 壓力模式發(fā)生/注入：隨機抖動（RJ）、正弦抖動SJ、擴頻時鐘（SSC）、預加重，并且是可編程的，輕松實現(xiàn)調(diào)試和特征化。
2. 環(huán)回模式設(shè)置：自動化軟件可實現(xiàn)一次點擊就完成環(huán)回模式設(shè)置。
3. 抖動容限測試：無縫處理時鐘補償特性（SKP）以實現(xiàn)準確的誤碼率測量；標準符合測試和搜索模式能幫助找到設(shè)備的Pass/Fail點。
4. 自動化軟件：更多接收機測試的自動化軟件、報告生成、輕松找回和管理以往的測試

本次泰克春季創(chuàng)新論壇就邀請了亞太區(qū)一家知名的授權(quán)認證實驗室——百佳泰(Allion)為大家分享USB3.0認證測試的注意要點，并且他們也可提供USB2.0/3.0測試服務(wù)(所有USB3.0產(chǎn)品都必須通過USB2.0標準符合的測試)。百佳泰于臺灣、日本、中國、韓國和北美等地設(shè)有實驗室，為各地的IT開發(fā)商提供當?shù)氐亩鄻踊?wù)。去年8月，百佳泰于深圳設(shè)立新實驗室，測試服務(wù)涵蓋USB、HDMI、DisplayPort、SATA等標準認證、以及獨家開發(fā)的固態(tài)硬盤（SSD）測試方案，和全球電視信號測量服務(wù)。

百佳泰業(yè)務(wù)總部協(xié)理歐勤圣先生表示：“百佳泰與泰克存在長期的合作關(guān)系。泰克的解決方案在確保我們一致性測試的質(zhì)量和效率方面扮演著一個重要角色，并幫助我們在行業(yè)居于前沿地位。”

鏈路和協(xié)議層測試方案為USB3.0開發(fā)錦上添花

對于USB3.0的鏈路層和協(xié)議層測試，雖然不是標準認證的必測項，但對于希望進一步調(diào)試和深入分析的USB3.0設(shè)計者卻意義重大。位于美國硅谷Sunnyvale的專業(yè)協(xié)議分析儀供應(yīng)商Total Phase這次也受邀在泰克春季創(chuàng)新論壇上演講，向從事SuperSpeed USB開發(fā)的工程師介紹其完整的鏈路和協(xié)議層解決方案——Beagle USB 5000 SuperSpeed協(xié)議分析儀。

Total Phase是行業(yè)內(nèi)成長最快的協(xié)議分析儀廠商。他們的專業(yè)分析儀可以實時捕獲和分析Host和Device之間的數(shù)據(jù)流和更底層總線的狀況，并對數(shù)據(jù)流進行檢查和分析錯誤，還可允許用戶篩選出感興趣的事件。

Total Phase公司產(chǎn)品和市場營銷經(jīng)理Fred Rastgar在演講中指出，USB3.0的鏈路層調(diào)試面臨數(shù)據(jù)流激增、更為復雜的狀態(tài)機帶來的挑戰(zhàn)。Total Phase的最新款USB3.0分析儀Beagle USB 5000可通過LiveDisplay模塊來瞬時查看總線上發(fā)生的事情，LiveFilter模塊則可捕獲并留下感興趣的數(shù)據(jù)流，把不關(guān)注的packet濾除掉，LiveSearch模塊可在海量的碼流中搜索感興趣的packet,更快地發(fā)現(xiàn)問題所在，同時該設(shè)備還可對USB3.0的新功能加擾和極性轉(zhuǎn)換進行自動解碼，追蹤和上行下行的錯誤檢測。另外，它可查看各種鏈路協(xié)商和狀況狀態(tài)機（LTSSM），實時追蹤狀態(tài)之間的跳轉(zhuǎn)，了解狀態(tài)跳轉(zhuǎn)沖突。由于可同步捕獲USB3.0和USB2.0數(shù)據(jù)，即時解碼各種Class-level數(shù)據(jù)，復雜的拓撲分析也迎刃而解。

USB3.0的協(xié)議復雜度因為其獨立的雙向數(shù)據(jù)流（Rx和Tx）而提高。Total Phase的協(xié)議分析儀與泰克的示波器配合使用，通過基于靈活狀態(tài)的先進觸發(fā)特性，可同時觀測物理層和協(xié)議層，更快地找到問題所在。