USB 3.0物理層的一致性測試（上） -- 發送端測試簡介
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USB3.0的推出使用戶在1分鐘內從移動硬盤拷貝完成高清電影成為可能。該技術由英特爾(Intel)，微軟，HP,NEC,NXP半導體，TI等公司組成的USB3.0推廣組共同開發而成。傳輸速率達到5Gbps，是USB2.0的十倍， USB3.0接口向下兼容USB2.0和USB1.1,從下圖可以看出USB3.0新增了5條新的引腳，兩條數據發送引腳，兩條數據接收引腳，一個引腳地。在進行5Gbps數據高速傳輸時，主機與外設以全雙工方式傳輸，同時收發數據，區別于以前USB2.0半雙工傳送，只能單向傳輸數據，不能同時收發。在物理接口排列時，新的引腳排列在現有引腳的后方，USB3.0以藍色作為背景色以區別于現有的USB2.0黑色背景色。
（摘自USB3.0 Spec Rev1.0）
USB-IF(USB Implementers Forum)是管理USB3.0規范的組織，USB-IF 的成員可以利用PIL(Platform Interoperability Lab) 互操作平臺實驗室驗證其設計。PIL 實驗室為USB 開發者提供了Host 和Device 一致性測試，確保設備能夠正確的進行USB3.0 電氣和鏈路層的信號正常交互。
USB3.0物理層一致性測試挑戰?
在USB3.0的一致性測試中，接收端的測試為必測項目，所以還需要帶抖動注入能力的信號源。在USB3.0的規范中，HOST和Device的參考時鐘是異步的，加上注入擴頻時鐘(SSC)，將會引入越來越多的互連方面的問題；發送端將5G的信號送出，需要經過參考通道，參考線纜，在接收端的眼圖已經閉合，這就需要引入均衡技術：如在發端信號加入預加重，以及收端使用CTLE均衡來獲得張開的眼圖以進行測試；為了模擬信號經過連接器，線纜和通路的測試環境，需要引入參考線纜和參考通道，但是參考線纜和參考通道通常無法獲取，所以需要在測試的時候要根據其性能參數對其進行軟件通道仿真，以滿足測試要求。
發送端測試
標準的發送端測試點是在TP1，測試DUT的信號經過參考線纜和參考通道,在TP1處送入測試設備進行測試。在TP1處測試時，測試環境需要有參考線纜，參考測試通道等實物，這對于測試者來說是一個比較麻煩的問題，因為它們不容易獲取甚至是無法獲取。于是另外一種方法是在TP1’處獲取波形，然后用等效參考線纜和等效參考測試通道的模型(濾波器)去作用在獲取波形上以達到類似實物的效果。
(摘自USB 3.0 Electrical Compliance Methodology White paper Rev0.5)
工欲善其事，必先利其器---夾具方案簡介
USB3.0測試的夾具提供了A-PLUG,A-RECEPTACLE,B-RECEPTACLE與校準套件并附有一個短USB3 cable。用戶可以使用該夾具套件進行發送端，接收端，線纜的全套測試；用戶可以使用校準夾具來測試夾具的插入損耗，精確的進行夾具去嵌的測試。
對于HOST/Device的測試，都要求使用的夾具使探測點與被測器件接口的距離盡可能的短，以減少線纜損耗。Device的測試夾具匹配方案是使用A-RECEPTACLE型夾具與USB3.0 短連接線纜；HOST的測試有兩種類型夾具匹配方案：第一種方案是使用A-PLUG型夾具（該方案為推薦方法）；第二種是使用B-RECEPTACLE型夾具與USB3.0 短連接線纜(該方案會引入短線纜路徑損耗誤差)。
下圖為帶A-PLUG夾具與B-RECEPTACLE夾具Host測試方案的比較，后者需要在器件接口通過一段短USB3.0 cable（13cm）與被測器件進行連接，因而在測試中必然引入線纜的損耗。從圖中可以看出，短線纜的引入導致信號的幅值損耗了近7%，并且增加了500fs的隨機抖動的和2.5ps的確定性抖動。
一致性測試以外的調試驗證
一致性測試僅僅是完成了規范的強制測試項目(Normative Testing)，在USB3.0規范里面還有許多可選項目(Informative)的測試,這些測試項目所能體現的信息對于需要進行芯片級測試的用戶來說是非常有用的，對于調試，驗證器件有非常大的幫助。
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