你所了解和不了解的USB2.0、USB3.0结构与测试那些事
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USB 3.0 | USB 2.0 | |
数据速率 | 5.0 Gb/s | 480 Mb/s |
信令 | 8b/10b编码，AC耦合，扩频时钟(SSC) | NRZI编码，DC耦合，没有SSC |
总线功率 | 未配置电源为150mA，配置电源为900 mA | 未配置设备及挂起设备为100 mA，配置设备最高为500 mA |
即插即用/热插拔 | 异步事件处理 | 设备轮询 |
电源管理/链路控制 | 优化电源管理，支持空闲状态、睡眠状态和挂起状态 | 端口级挂起，进入/退出时延 |
电缆/接口 | 2个差分对，半双工，非屏蔽双绞线 | 3个差分对，全双工，屏蔽双绞线 |
图3. USB 2.0和3.0之间的物理层差别。
USB 3.0和物理层测试挑战
USB 2.0技术的采用和接受速度表明这是一种成功的高带宽总线。计算应用和数据存储应用的持续演变既带来了新机遇，也带来了新挑战。内存容量不断提高、视频性能(如实时视频流)不断加速、图形处理单元(GPU)不断增强、便携式电子器件与PC快速同步等行业趋势，使USB 2.0性能面临着发展瓶颈。
USB 3.0满足了提高的带宽需求，以支持应用提供更加实时的体验。全世界目前正在使用的USB设备已经达到数十亿，因此USB 3.0 (称为SuperSpeed USB)还提供了必要的向下兼容能力，支持传统USB 2.0设备。图3列明了USB 2.0和3.0之间的物理层差异。
除多种新功能外，SuperSpeed USB也带来了新的设计和测试挑战。USB 3.0拥有与现有高速串行技术(PCI Express.和串行ATA)类似的特点：8b/10b编码，明显的通道衰减，扩频时钟。熟悉SATA和PCIe测试方法的人可能会更好地准备处理与USB 3.0有关的测试挑战。我们将考察一致性测试方法，以及怎样获得发射机、接收机、电缆和互连的最准确、最可重复的测量。此外，我们将介绍全面检定和调试的其它技术，以提供完整的测试战略。
码型 | 值 | 说明 |
CPO | D0.0加扰 | 伪随机数据码型，相当于没有SKP的逻辑空闲 |
CP1 | D10.2 | 内奎斯特频率 |
CP2 | D24.3 | 内奎斯特/ 2 |
CP3 | K28.5 | COM码型 |
CP4 | LFPS | 低频周期信令 |
CP5 | K28.7 | 有去加重 |
CP6 | K28.7 | 没有去加重 |
CP7 | 50-2501’s和0’s | 有去加重，重复50-2501’s，然后重复50-2500’s |
CP8 | 50-2501’s和0’s | 没有去加重，重复50-2501’s，然后重复50-2500’s |
图4. SuperSpeed USB发射机一致性测试码型。
信号特点 | 最小值 | 标称值 | 最大值 | 单位 | 注释 |
眼高 | 100 | 1200 | mV | 2, 4 | |
Dj | 0.43 | UI | 1, 2, 3 | ||
Rj | 0.23 | UI | 1, 2, 3, 5 | ||
Tj | 0.66 | UI | 1, 2, 3 |
注：
1. 在106个连续UI上测得，然后推断到10-12BER。
2. 在应用接收机均衡功能后测得。
3. 在图6-14中TP1的参考通道和电缆末端测得。
4. 眼高在最大张开处测得(在眼宽中心± 0.05 UI)。
5. Rj指标用14.069´ 10-12BER时的RMS随机抖动计算得出。
图5. USB 3.0发射机眼高和抖动要求。
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