越測越開心 接收端RX電接口測試 接收端一致性測試: (摘自USB 3.0 Electrical Compliance Methodology White paper Rev0.5) 測試原理:在執行一致性測試的時候,測試DUT會被設置成環回模式(loopback),碼型發生器會發出帶有抖動的一致性測試碼型,通過參考通道,參考線纜送入接收端。DUT會將碼型發生器送入的波形重新環回輸出,如果碼型輸出與輸入有差異,會返回錯誤計數。 如果DUT支持內部BERT,通過內部BERT可以直接計算錯誤,然后將其輸出,如果DUT不支持內部BERT,就需要提供外部協議分析儀器進行誤碼探測,然后解碼得出計數結果。兩種方法各有優劣:內部BERT性價比高,測試較為方便,局限性在與只能支持CP0碼型;外部BERT需要另外配置協議分析儀,但測試碼型可以另外支持CJPAT,PRBS等其他碼型。 DUT在環回模式下處理BERT的指令:BRST(測試復位),BDAT(開始測試數據),BERC(誤碼查詢),其中BRST,BDAT在該模式下環回輸出,BERC并沒有同樣環回輸出,而是被BCNT(誤碼計數)取代輸出,BCNT中包含有錯誤信息。 使用AWG任意波形發生器進行誤幀測試的初始化過程是這樣的:首先發出PING.LFPS(此為低頻周期性碼型用以鏈路訓練,可以使用任意波形發生器如AWG7000B或者函數發生器AFG3000發出該波形來切換DUT測試碼型:CP0->CP1->CP2->….CP8->CP0以進行不同項目的測試); 接著發出TSEQ,用于接收端均衡器訓練,CDR 鎖定,訓練鏈路極性反轉;發出TS1序列將鏈路配置為回環和加擾模式;發出BRST測試復位命令,BDAT開始測試數據;接下來就可以發送加擾的帶有Rj 和Dj 的D0.0 碼型了,在Dj 中包含了USB3.0規范要求的參考通道的ISI 和Sj;最后發出BERC誤碼查詢命令進行誤碼計數查詢。 支持內部BERT的DUT測試方法: 如果DUT支持內部BERT,測試可以通過AWG7000B系列任意波形發生器從RX端輸入帶抖動的受損波形,通過內部BERT,DUT可以記錄錯誤個數,將其從TX端的輸出BCNT,可以使用帶有PTD(協議觸發解碼)軟件的DSA70000B系列的示波器直接解碼BCNT,統計錯誤計數。該方法使用DUT內部BERT,可以進行外部誤碼探測,因而不需要使用誤碼分析儀,操作相對簡單。性價比較高。 使用軟件通道仿真的支持內部BERT的接收端測試連接圖 外部BERT的DUT接收端測試方法: ![]() 如果DUT不支持內部BERT環回,可以使用協議分析儀進行錯誤檢測,上圖顯示使用Ellisys 公司提供的280T協議分析儀捕獲TX的環回碼型,進行協議解碼,最終得到錯誤計數。使用協議分析儀可以滿足USB3.0的TX和RX端分別采用異步的參考時鐘的要求,可以動態的插入或者刪除碼流中的SKP碼型,來補償時鐘的相差。 進行接收端抖動容限測試 當進行抖動容限測試的時候,除了發送端和接收端的參考時鐘必須加入SSC以外,預加重電平設置為-3dB,電壓設為0.75V,DUT設置為環回模式,測試需要注入確定性抖動Dj(確定性抖動的改變是通過改變每次注入Sj實現)和隨機抖動(Rj不變)。測試點在TP1注入抖動的要求如下:
對于進行USB3.0 的開發用戶,公司現在已經提供了用于早期市場開發的基于EXCEL表的USB3.0 RX抖動容限測試自動執行軟件ATE(Automated Test for Excel),以滿足用戶進行諸如Receiver jitter tolerance test 以及更高要求的Receiver Margin test等方面的測試要求(其測試抖動頻率可以到100MHz,488MHz,860MHz甚至更高)。 ![]() 使用早期市場RX自動測試解決方案ATE 配合PTD軟件進行USB3.0誤幀檢測 ![]() 使用早期市場RX自動測試解決方案ATE 進行USB3.0抖動容限測試測試報告 需要注意的問題: 異步的問題:RX測試在檢測錯誤的時候在USB3.0規范里面明確的表述HOST和Device的參考時鐘是異步的,采用協議分析儀可以不需要同一個參考時鐘,進行異步錯誤檢測可以動態的插入或者刪除SKP碼型;如果使用BERT的Error Counter測試BER時,需要BERT和Generator同步,這顯然有悖于USB3.0測試規范的初衷。其實在SATA測試中,使用BERT進行Error counting時就會出現低頻錯誤,導致SATA-IO使用幀錯誤檢測儀取而代之 TX返回路徑:在進行RX的測試時,置于LOOPBACK模式的DUT,從TX返回的信號路徑必須盡可能的短,如果使用硬件參考通道和參考線纜,容易引起因為返回路徑過長帶來傳輸錯誤導致協議分析儀或者PTD協議分析軟件誤判。 ![]() 完整的USB3.0 接收端方案 硬件設備部分:從設備數量上來看,泰克的方案僅需要一臺示波器和一臺任意波形發生器,安裝使用十分方便,并且測試成本較低;Tek的AWG7000B系列任意波形發生器通過直接合成的方法設置波形,可重復性好,可以非常方便的復制當前的測試環境,從而消除以前傳統接收端測試儀器繁多,連接操作復雜,可重復性差等一系列問題。 采用直接合成技術的任意波形發生器AWG7000B系列,能夠直接創建帶有預加重,抖動和噪聲的加擾波形,代替了之前需要使用包括BERT、噪聲發生器和抖動發生器等多臺儀器才能完成同樣功能的方案,大大提高了測試的精確度和效率。由于它能夠生成更高測試要求的受損波形,即使今后測試規范更新和改進,也完全可以滿足要求。 泰克的任意波形發生器AWG7000B系列通過SerialXpress軟件可以非常方便的生成各種受損波形,加入PJ,RJ,ISI以及預加重;可以方便的進行參考線纜仿真;通過仿真用戶自定義長度的線纜,用戶可以確定自己的DUT能夠正常工作的線纜的最大長度;產生用戶自定義SSC profile(比如測試需要仿真SSC的Noise以及df/dt的變化);進行Sj的注入而無需考慮硬件的限制完全通過軟件產生;支持復雜的預加重功能要求;直接合成相應波形進行LFPS的測試。 軟件部分:通過提供ATE自動測試軟件,允許客戶不僅可以進行接收端一致性測試,并且可以進行像RMT(Receiver Margin Testing)這樣的要求更高的調試驗證測試。 |