USB3.0认证的新测试要求和应对方案详解

发射机一致性测试
通过使用各种测试码型以帮助进行发射机测试(表2)。每种码型都是根据与评估码型的测试有关的特点而选择的。CP0（一种D0.0加扰序列）用来测量确定性抖动(Dj)，如数据相关抖动(DDJ)。CP1（一种未加扰D10.2全速率时钟码型）不生成DDJ，因此更适合评估随机性抖动(RJ)。

本文引用地址： //m.amcfsurvey.com/article/194878.htm

Pattern	Value	Description
CPO	D0.0 Scrambled	A pseudo-random pattern equivalent to logical idle without SKPs
CP1	D10.2	Nyquist frequency
CP2	D24.3	Nyquist / 2
CP3	K28.5	COM pattern
CP4	LFPS	Low frequency periodic signaling
CP5	K28.7	With de-emphasis
CP6	K28.7	Without de-emphasis
CP7	50-250 1s and 0s	With de-emphasis repeating 50-250 1s and then 50-250 0s
CP8	50-250 1s and 0s	Without de-emphasis repeating 50-250 1s and then 50-250 0s

表2. SuperSpeedUSB发送端一致性测试码型

抖动和眼高的测量是通过对100万个连续比特(UI)进行分析而得到，需要使用均衡器功能和适当的时钟恢复设置（二阶锁相环、或称为PLL，10 Mhz环路带宽，0.707的阻尼系数）。通过分析被测数据样本，可以外推出10-12误码率(BER)下的抖动值。例如，通过外推算法，把测得的RJ (rms)乘以14.069，可以得到10-12误码率下RJ(PK-PK)。

图2. 标准化发射机一致性测试设置，包括参考测试通道和线缆。测试点2 (TP2)距被测器件(DUT)最近，测试点1 (TP1)是远端测量点。

在TP1采集信号后，可以使用SigTest软件处理数据，这与PCI Express官方的一致性测试方法类似。对需要预测试一致性、检定或调试的应用，希望可以进一步了解电路在各种条件或参数下的特点。装有USB3.0分析软件的高带宽示波器提供了Normative和Informative方式的物理层发射端自动测量。省掉了手动配置的步骤，大大节约了测量时间。

在测试完成后，详细的Pass/Fail测试报告标记出哪里可能发生设计问题。如果在不同测试地点（如公司实验室、测试中心）结果不一致，可以使用之前测试时保存的波形数据重新分析(离线测量)。

如果要求更多的分析，可以使用抖动分析和眼图分析软件，调试和检定电路。例如，可以一次显示多个眼图，允许工程师分析不同时钟恢复设置或软件通道模型的影响。此外，可以使用不同的滤波器，分析SSC的影响，解决系统互操作能力问题。

均衡考虑因素

由于明显的通道衰减，SuperSpeedUSB要求某种形式的补偿，张开接收机上的眼图。发射机上采用均衡技术，其采用去加重的形式。规定的标称去加重比是3.5 dB，用线性单位表示为1.5倍。例如，在跳变比特电平为150 mVp-p时，非跳变比特电平为100 mVp-p。

CTLE标准均衡实现方案包括片内技术、有源接收机均衡或无源高频滤波器，如线缆均衡器上使用的滤波器。这一模型特别适合一致性测试，因为它非常简便地描述了传输函数。CTLE通过频域中的一系列极点和零点，在特定频率上达到峰值(Peak)。

CTLE实现方案的设计要比其它技术简单，能耗要低于其它技术。然而，在某些情况下，由于适应性、精度和噪声放大方面的限制，仅仅使用CTLE实现方案可能是不够的。其它技术包括前向反馈均衡(FFE)和判定反馈均衡(DFE)，通过对数据样点加权一些补偿系数来补偿通道损耗。

CTLE和FFE是线性均衡器。因此，这两种技术都会提升高频噪声，而产生信噪比劣化。但是，DFE在反馈环路中使用非线性元器件，使噪声的放大达到最小，补偿码间干扰(ISI)。图3示例了一个经过传输通道明显衰减的5Gbps 信号，和使用去加重、CLTE和DFE均衡技术处理之后的信号。

图3. 去加重(蓝色)、长通道(白色)、CTLE (红色)和三阶DFE (灰色)对5-Gbit/s信号(黄色)产生的不同效果。