手把手教你如何进行USB3.0发射机测试
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均衡
由于明显的通道衰减，SuperSpeed USB要求某种形式的补偿，使接收机上的眼图张开。为实现这一点，发射机上使用均衡功能(采取去加重形式)。规定的标称去加重比是3.5 dB，采用线性标度时为1.5x。例如，在跳变比特电平是150 mV pk-pk时，非跳变位电平将是100 mV pk-pk。
一致性均衡模型是连续时间线性均衡器(CTLE)。CTLE实现方案包括片上滤波器、有源接收机均衡滤波器或无源高频滤波器，如电缆均衡器中的滤波器。这个模型特别适合一致性测试，因为它可以简单地描述转函。CTLE在频域中使用一套电极和零极实现，得到所需频率上的峰值。如前所述，带有选项USB-TX的TekExpress软件包括参考一致性通道以及要求的CTLE滤波器，这些都组合到一个文件中。
图14. USB 3.0 CTLE转函和幅度响应。
图15. CTLE、FFE和DFE的SDLA均衡配置。
图16.去加重(蓝色)、长通道(白色)、CTLE (红色)和3阶DFE (灰色)后的5 Gb/s信号(黄色)。
除使用TekExpress自动软件中提供的一致性滤波器外，设计人员可以使用泰克串行数据链路分析(SDLA)软件，验证不同的CTLE参数及其对链路性能的影响。CTLE实现方案的优势在于，与其它方案相比，其设计起来更简单，能耗更低。但在某些情况下，由于适应性、精度和噪声放大方面的限制，它们可能不够。其它技术包括前馈(FFE)均衡和判定反馈(DFE)均衡，这种技术采用使用标度因数加权的数据样点，补偿通道损耗。CTLE和FFE都是线性均衡器，因此，都会发生信噪比劣化，表现为高频噪声提高。但是，DFE采用反馈环路中的非线性成分，因此使噪声放大达到最小，并补偿ISI。图16显示了明显通道衰减后的5 Gb/s信号，以及使用去加重、CTLE和DFE技术均衡后的信号。
图17. DPOJET软件，执行高级串行数据检定和调试。
检定和调试
在整个设计检验和一致性测试过程中，总是需要调试工具，解决信号完整性或抖动问题。由于电路余量下降增加了复杂性及链路问题，芯片设计人员和系统集成商需要拥有智能统计分析功能的工具以及可视化工具，如直方图、抖动频谱和BER“浴缸”曲线。DPOJET分析图，如频谱图和趋势图，可以提供深入信息，而不是简单地显示测量数据和结果。趋势分析显示定时参数怎样随时时间变化，如频率漂移、PLL启动瞬态信号或电路对电源变化的响应。抖动频谱分析可以显示抖动和调制源(相邻振荡器和时钟)的精确频率和幅度、电源噪声或信号串扰。
在测试失败后，非常重要的一点是能够使用自动测试软件，从“一致性模式”切换到“用户自定义的”抖动和眼图分析工具系列。通过DPOJET软件，用户可以控制时钟恢复、滤波、参考电平、Rj/Dj分离技术或测量限制和选通等参数。除规定的标准化USB 3.0测量及信息性USB 3.0测量外，它还包括许多定时测量、幅度测量和眼图测量。
图17显示了调试和分析抖动的一个程序实例。首先，我们使用相对较大的数据样本总量采集数据，进行抖动分析，包括SSC的影响。一个33 kHz的SSC周期要求30 us的时间窗口。一旦采集了数据，眼图分析可以迅速以可视化方式指明电压和定时性能。这个眼图显示周期抖动和数据相关抖动过高。最后，我们执行抖动分解，隔离信号完整性问题。抖动频谱图突出显示抖动成分及对应的相对幅度和频率。
图18. USB 2.0和3.0接收机测试实例。
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