USB3.0的物理層測試簡介與難點分析

難點1：

在USB3.0規范中定義了多種兼容性測試碼型（Compliance Pattern，簡稱CP），如下圖4所示包括了CP0-CP8九種測試碼型。在TX測量中，需要用到CP0/CP1/CP7/CP8四種碼型：CP0用于眼圖與抖動、共模電壓測量；CP1用于SSC展頻測量、隨機抖動測量；CP7用于去加重測量；CP8用于差分電壓幅度測量。

對于板級研發的工程師，如果沒有IC廠商提供的發包程序，很難讓PUT發出不同的測試碼型，而力科的USB3測試方案可以解決這個問題，如圖5所示，PUT連接了USB3夾具，TX輸出到示波器，RX與PeRT的信號輸出端相連。通常PUT在上電后會發送出CP0碼型，示波器通過USB電纜控制PERT，然后PeRT會發出1個Ping.LFPS命令給PUT，PUT接收到1個Ping.LFPS后，輸出的碼型切換為CP1，示波器捕獲到CP1碼型后，控制PERT又發送出1個Ping.LFPS，則PUT的輸出碼型切換為CP2，即PUT每收到1個Ping.LFPS就輸出下一個CP（CP8的下一個碼型為CP0），通過用示波器控制PERT，PERT控制PUT發出不同的CP，即可完成所有TX測試項目。

難點2：

在接收機測試中，需要通過Polling.LFPS->Rx.EQ->TS1->TS2->Loopback這一過程才能進入環回模式來測量接收機性能。在這個過程中接收機測試儀器（比如BERT）需要不斷的和PUT進行“握手”（handshake），在鏈路層與PUT通信，使其一步一步的進入Loopback模式，這對一些接收機測試儀器是非常困難的，比如X公司的接收機測試儀器是傳統BERT，不能與PUT進行“握手”，很難從Polling.LFPS逐步進入Loopback模式，而Y公司的接收機測試儀器為任意波形發生器，可以發送LFPS信令到PUT，但是無法從協議上識別PUT響應的信令，于是，很難逐步從Polling.LFPS進入到Loopback模式。如果未進入Loopback模式，通常使用人員會在信號源上編輯腳本，不斷調整LFPS、Rx.EQ、TS1、TS2之間的時間間隔，以期望調整后的信令能逐步使PUT進入環回模式，當測量新的USB3.0的IC時，可能又要修改信號源輸出腳本。我們稱這種只發不收的方法為Blind handshake，即接收機測試儀盲目的發出信令與PUT“握手”，但是無法識別PUT響應的信令。

力科的USB3.0接收機測試儀器PeRT解決了進入環回模式困難這一問題。PeRT全名為Protocol-enabled Receiver and Transmitter Tolerance Tester，具備了鏈路層的協議分析能力，可以順利的與PUT“握手”，逐步進入Loopback模式，快速測量接收機。