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贏在USB3.0爆發(fā)前夜,別讓接收機(jī)測試拖后腿

發(fā)布時(shí)間:2011-05-10

中心議題:
  • USB3.0 SuperSpeed完成標(biāo)準(zhǔn)制定
  • 接收機(jī)物理層測試成為必須
  • 需要考慮發(fā)送線路效應(yīng)
解決方案:
  • BERTScope幫助應(yīng)對閉合眼圖
  • Beagle USB 5000 SuperSpeed協(xié)議分析儀

最高速度擴(kuò)大到5Gbps的USB3.0自完成標(biāo)準(zhǔn)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?yàn)橹靼寮蒛SB3.0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(dǎo)者和USB3.0標(biāo)準(zhǔn)組織的唯一測試測量技術(shù)貢獻(xiàn)者,泰克預(yù)期市場對USB 3.0產(chǎn)品的需求將在未來幾個(gè)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(jì)的工程師需要快速跟進(jìn),以便及時(shí)抓住涌現(xiàn)的市場機(jī)會。業(yè)界先進(jìn)、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(jì)挑戰(zhàn)和產(chǎn)品上市時(shí)間壓力。

接收機(jī)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(gè)重要演講者就是Sarah Boen女士。她目前擔(dān)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(xiàng):
1. 接收機(jī)測試成為必須,包括抖動容限、可能導(dǎo)致互操作問題的SSC、異步參考時(shí)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(jì),還必須進(jìn)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(jī)閉合的眼圖,均衡,發(fā)射機(jī)預(yù)加重和接收機(jī)的連續(xù)時(shí)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(jī)等。
圖1:USB3.0測試:發(fā)射、通道(線纜)、接收機(jī),一個(gè)都不能少

Sarah指出,在信號速度低于2.5Gbps時(shí),完成發(fā)射機(jī)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(jī)測試就變得舉足輕重,因?yàn)榧词拱l(fā)射機(jī)信號質(zhì)量不錯(cuò),但經(jīng)過長的傳輸通道后會受到很大影響,導(dǎo)致信號在接收機(jī)的眼圖是閉合的,快速的信號速率也會導(dǎo)致接收機(jī)錯(cuò)誤地中斷輸入數(shù)據(jù),造成系統(tǒng)錯(cuò)誤。因此單純的發(fā)射機(jī)一致性測試不足以確保整個(gè)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(jī)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(fù)雜得多的接收機(jī)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(diǎn)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(yàn)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(shí)現(xiàn)眼圖分析、抖動分析等高性能示波器所能實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)測試。不僅能對Tx端信號進(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)相同的測量通常需要三、四臺不同的儀器組合才能實(shí)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(shí)避免了多臺儀器組合使用中復(fù)雜的連接和校準(zhǔn)問題,極大地提高了測試效率和精確度。
 
圖2:泰克BERTScope接收機(jī)測試方案的配置情況
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Sarah介紹了BERTScope USB3.0接收機(jī)測試解決方案的配置情況。如圖2所示,時(shí)鐘恢復(fù)模塊CR125A、數(shù)字預(yù)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(shí)支持發(fā)射、接收機(jī)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(jī)抖動(RJ)、正弦抖動SJ、擴(kuò)頻時(shí)鐘(SSC)、預(yù)加重,并且是可編程的,輕松實(shí)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(shí)現(xiàn)一次點(diǎn)擊就完成環(huán)回模式設(shè)置。
3. 抖動容限測試:無縫處理時(shí)鐘補(bǔ)償特性(SKP)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的誤碼率測量;標(biāo)準(zhǔn)符合測試和搜索模式能幫助找到設(shè)備的Pass/Fail點(diǎn)。
4. 自動化軟件:更多接收機(jī)測試的自動化軟件、報(bào)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(rèn)證實(shí)驗(yàn)室——百佳泰(Allion)為大家分享USB3.0認(rèn)證測試的注意要點(diǎn),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(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)室,為各地的IT開發(fā)商提供當(dāng)?shù)氐亩鄻踊?wù)。去年8月,百佳泰于深圳設(shè)立新實(shí)驗(yàn)室,測試服務(wù)涵蓋USB、HDMI、DisplayPort、SATA等標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證、以及獨(dú)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的必測項(xiàng),但對于希望進(jìn)一步調(diào)試和深入分析的USB3.0設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)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(jìn)行檢查和分析錯(cuò)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(fù)雜的狀態(tài)機(jī)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(shí)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(shí)該設(shè)備還可對USB3.0的新功能加擾和極性轉(zhuǎn)換進(jìn)行自動解碼,追蹤和上行下行的錯(cuò)誤檢測。另外,它可查看各種鏈路協(xié)商和狀況狀態(tài)機(jī)(LTSSM),實(shí)時(shí)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(shí)解碼各種Class-level數(shù)據(jù),復(fù)雜的拓?fù)浞治鲆灿卸狻?br />
USB3.0的協(xié)議復(fù)雜度因?yàn)槠洫?dú)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(jìn)觸發(fā)特性,可同時(shí)觀測物理層和協(xié)議層,更快地找到問題所在。
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