PCI-E测试USB测试协议测试方法

自1995年USB1 .0 的规范发布以来， USB(Universal Serial Bus)接口标准经过了20多  年的持续发展和更新，已经成为PC和外设连接使用的接口。USB历经了多年的发 展，从代的USB1 .0低速(Low Speed) 、USB1 . 1全速(Full Speed)标准，逐渐演进到第 2代的USB2 .0高速(High Speed)标准和第3代的USB3 .0超高速(Super Speed)标准。这   些标准目前都已经得到的应用。

后来，为了应对eSATA 、ThunderBolt等标准对USB标准的威胁， USB协会又分别在  2013年和2017年发布了USB3. 1及USB3.2的标准。在USB3. 1标准中新定义了10Gbps 速率以及对Type-C接口的支持；在USB3.2标准中，又基于Type-C接口提供了对X2模 式的支持，可以通过收发方向各捆绑2条10Gbps的链路实现20Gbps的数据传输。而新 的USB4.0标准已经于2019年发布，可以通过捆绑2条20Gbps的链路实现40Gbps的接 口速率。表3. 1是USB各代总线的技术对比。

克劳德高速数字信号测试实验室

地    址： 深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 示波器在USB2.0一致性分析测试方案；PCI-E测试USB测试协议测试方法

性能特点USB2.0USB3.0USB3.1USB3.2USB4.0

发布时间2000年2008年2013年2017年2019年

比较高接口速率480Mbps5Gbps(Genl)10Gbps速率(Gen2)20Gbps(Gen2x2)40Gbps(Gen3x2)

连接器Type-A/B/CType-A/B/CType-A/B/CType-CType-CRetimer(中继器)无定义无定义无定义支持支持2级

编码方式无8b/10b128b/132b128b/132b128b/132b

典型电缆长度5m3mlm1m有源电缆1m,0.8m,有源电缆发送端预加重无2阶预加重3阶预加重3阶预加重3阶(16种预设值)

接收端均衡方式无CTLE(2种强度)CTLE(7种强度)+DFECTLE(7种强度)+DFECTLE(10种强度)+DFE

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地址：深圳市南山区南头街道中祥路8号君翔达大厦A栋2楼H区 设备USB测试USB测试USB3.0的信号质量测试报告；

此外，在USB4中，我们要参考路由器主机或路由器设备组件通道预算。利好是我们在执行USB4一致性测试时（其在TP2和TP3测试点上执行），TP2和TP3测试点的连接或设置仍是一样的。新的测试要求和挑战USB4中出现了许多新的测试要求，同时带来了需要解决的对应的测试挑战。第一步是发射机预置校准(Transmitter Present Calibration),这是发射机测试的前提步骤。在这一测试中，我们捕获全部16个预置波形，然后测量数据确定性抖动 (DDJ)。在USB4中，在通路初始化过程中，接收机会请求改变预置值，对被测参数可能并不会使用比较好的预置值。因此，比较好先验证和测量所有其他预置值，然后再执行发射机测试。

由于数据速率提升，能够支持的电缆长度也会缩短。比如USB2.0电缆长度能够达到5m,USB3.0接口支持的电缆长度在5Gbps速率下可以达到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源电缆技术只能达到1m。USB4.0标准中通过提升芯片性能，在10Gbps速率下可以支持2m的电缆传输，而在20Gbps速率下也能支持0.8m的无源电缆。随着新的更高速率接口的产生，原有的USB连接器技术也在不断改进。图3.2是一些类型的USB2.0和USB3.0连接器类型。其中，Type-C是随着USB3.x标准推出的新型高性能连接器，也可以向下兼容提供USB2.0的连接。

对于不同类型连接器的主机、设备、电缆来说，其传输通道损耗的要求也不一样。图3.3 是USB3. 1标准中各种速率和接口类型组合对于链路损耗的要求(损耗值对应的是Nyquist 频点，即信号数据速率的1/2频率处),在具体电路设计和测试中可以参考。 USB2.0的信号质量测试方法？

根据应用场景的不同，这个“Long Channel”的定义也不同。比如对于 A型接口5Gbps速率的主机的测试，它模拟的是3m长电缆+5英寸PCB走线的影响；对 于B型接口外设的测试，它模拟的是3m长电缆+11英寸PCB走线的影响。因此，USB3.x 的信号质量测试中，5Gbps速率下不同设备类型或者接口类型下嵌入的参考通道模型可能 不一样，测试结果也就可能不一样。但对于10Gbps信号来说，由于USB协会定义的主机 和外设端允许的通道损耗是对称的(都是8.5dB),所以对于主机和外设的测试来说，其嵌入 的通道模型就是一样的。USB2.0一致性测试环和报告解读；PCI-E测试USB测试协议测试方法

USB3.0测试信号的波形；PCI-E测试USB测试协议测试方法

从 2015 年到现在，是德科技基于磷化铟 (InP) 工艺的 Infiniium 系 列高带宽示波器，  凭借其优异的低噪声、低抖动底噪等硬件性能 和的尾部拟合”Tail-fit”抖动分离算法等软件，一直是被 Intel 和Thunderbolt 认证实验室认可和批准使用的高带宽示波器。

进入到 USB4.0 时代，大家如果仔细通读每一个版本的测试规范， 都可以发现，所以的仪表截屏、设定和算法，采用的都是德科技 高带宽示波器。

2019 年，是德科技基于第二代磷化铟(InP 工艺，推出了 110GHz 带宽， 256GSa/s 采样率，硬件 10bit ADC，25fs 抖动底噪的 UXR 系列示波器， 将高速信号量测精度推到了另外一个高度。如下所示，  是是德科 技 UXR 示波器和已是业内的是德科技 V 系列示波器，测试同 一个 USB4.0 信号的测试结果比较，  UXR 示波器提供了更优的信号 测试余量。 PCI-E测试USB测试协议测试方法