USB3.0的物理层发送端测试方案介绍
去加重比值测试
为了把5Gbps速率的数据传送较远的距离,USB3.0的发送端使用了去加重技术,这项测试可以测量DUT的去加重程度是否满足规范要求(要求在-3dB到-4dB之间)。测试时DUT发送出CP7码流,CP7码型由50-250个连续的1和50-250个连续的0重复交替组成,而且是添加了去加重的信号波形。图3为某USB3.0芯片的去加重测量结果,该芯片采用了-3.47dB的去加重。
图3:某USB3.0芯片的去加重比值测量
眼图与抖动测试
在USB3.0的TX的眼图和抖动测试中,测量的是待测试信号经过参考测试信道后TP1点的眼图和抖动。如下图4中的Reference test channel即为参考测试信道,在规范中定义了long channel、short channel和3米电缆三种参考测试信道。如果使用long channel或者较长电缆,信号到达接收端时衰减比较大,眼图已经闭合,USB3.0芯片接收端使用了CTLE均衡器对信号进行均衡后(CTLE均衡器介绍见本文最后一部分),信号眼图的质量将大大改善,所以要求测试仪器分析出CTLE均衡器处理后信号的眼图和抖动。
图4:USB3.0的TX的眼图测试点(来自USB3.0规范)
如下图所示,左边的眼图是靠近TX近端测量到的眼图;中间的眼图是通过兼容性信道(参考测试信道)后测量的眼图,可见眼图的张开程度较小,抖动较大;右边的眼图是仿真CTLE均衡后的眼图,可见眼高和抖动都得到改善。
图5:USB3.0的Transmitter测试在近端、远端和均衡后的眼图对比
眼图和抖动测试中信号源需要发出特别的测试码型,对于眼图测试,需要CP0码型(扰码的D0.0),对于抖动测试,需要CP0码流或者CP1码流(D10.2),前者用于确定性抖动Dj的测量,后者用于随机抖动Rj的测量。眼高必须从连续的1百万个比特叠加的眼图中测量,力科SDA813Zi示波器完成1百万比特的眼图仅需2秒,速度是同类示波器的10-50倍以上。抖动为10e-12误码率时抖动的峰峰值(即总体抖动Tj)。
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