USB3.0的物理层测试简介与难点分析

图3为接收机测试的示意图。接收机测试所需的仪器是误码率测试仪（简称BERT），BERT通常包括码型发生器（Pattern Generator）和误码检测器（Error Detector）两部分。在接收机测试时，码型发生器输出特定码型的、带有大量抖动和噪声的信号到待测试产品（Product Under Test，简称PUT）的RX，PUT接收到后通过时钟与数据恢复电路（简称CDR）、判别电路和解码得到1和0组合的比特流，然后环回到输出寄存器，从PUT的TX缓冲器发送出去，PUT的TX连接到了BERT的误码检测器，误码检测器中的CDR、判别电路处理后解码得到1与0组合的数据比特流，然后与码型发生器输出的特定码型数据对比，如果两者完全吻合则没有误码，否则，记录下误码的数量和接收到的码流的比特总数，前者除以后者即误码率，同时记录接收到误码时码型发生器输出信号的抖动值。如果用示波器测量PUT的RX端接收到的信号的眼图，通常是闭合的，如图3的左下图所示；如果用示波器测量PUT的TX端输出信号的眼图，通常是良好的眼图，如图3右下图所示。修改码型发生器输出信号的随机抖动、固有抖动、信号幅度等参数，可以快速评估PUT的接收机性能。

力科的USB3.0物理层测试方案包括了：示波器SDA813Zi、误码率测试仪PeRT、USB3.0测试夹具、自动化测试软件QualiPHY-USB3和眼图医生软件。

力科最新版本的一致性测试软件QualiPHY-USB3是根据2009年11月发布的USB3.0的电气兼容性测试规范Rev0.9版本（Electrical Compliance Test Specification Rev0.9）来开发的，并随着测试规范的更新而不断更新，该软件安装在示波器上，示波器通过USB电缆连接到PeRT3，使用USB电缆与PeRT3进行通信，在测试中，QualiPHY软件可以控制PeRT3发送特定的信号，或从PeRT3中读取RX测试结果，这样只需QualiPHY软件即可完成TX和RX的所有测试。在QualiPHY-USB3测试软件中，包括了以下测试项目：

1. LFPS（Low Frequency Periodic Signaling）信号测量

2. SSC（Spread Spectrum Clock）展频测量

3. 抖动与眼图测量

4. AC和DC共模电压测量

5. 差分电压幅度与去加重测量

6. 误码测试与抖动容限测量

其中，前面5项都是发送端测试，最后一项是接收机测试。

USB3.0物理层测试的难点
在USB3.0的物理层测试中有以下难点

1. 完成全部TX测试项目需要多种测试码型，一些非USB3.0芯片开发人员很难让PUT发出特定的兼容性测试码型

2. 在接收机测试时，PUT很难进入环回模式（Loopback模式）

3. 在接收机测试时，PUT发送出的码流会加入一些SKP，这样，BERT的Error Dector接收到的数据包括测试码型和一些SKP，对比码型发生器发送出的测试码型，传统的BERT会误认为测量到了误码。