USB3.0認證的新測試要求和應對方案詳解
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發(fā)射機一致性測試
通過使用各種測試碼型以幫助進行發(fā)射機測試 (表2)。每種碼型都是根據(jù)與評估碼型的測試有關的特點而選擇的。CP0（一種D0.0加擾序列）用來測量確定性抖動(Dj)，如數(shù)據(jù)相關抖動(DDJ)。CP1（一種未加擾D10.2全速率時鐘碼型）不生成DDJ，因此更適合評估隨機性抖動(RJ)。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/194878.htm
Pattern | Value | Description |
CPO | D0.0 Scrambled | A pseudo-random pattern equivalent to logical idle without SKPs |
CP1 | D10.2 | Nyquist frequency |
CP2 | D24.3 | Nyquist / 2 |
CP3 | K28.5 | COM pattern |
CP4 | LFPS | Low frequency periodic signaling |
CP5 | K28.7 | With de-emphasis |
CP6 | K28.7 | Without de-emphasis |
CP7 | 50-250 1s and 0s | With de-emphasis repeating 50-250 1s and then 50-250 0s |
CP8 | 50-250 1s and 0s | Without de-emphasis repeating 50-250 1s and then 50-250 0s |
表2. SuperSpeed USB 發(fā)送端一致性測試碼型
抖動和眼高的測量是通過對100萬個連續(xù)比特(UI)進行分析而得到，需要使用均衡器功能和適當?shù)臅r鐘恢復設置（二階鎖相環(huán)、或稱為PLL，10 Mhz環(huán)路帶寬，0.707的阻尼系數(shù)）。通過分析被測數(shù)據(jù)樣本，可以外推出10-12誤碼率(BER)下的抖動值。例如，通過外推算法，把測得的RJ (rms)乘以14.069，可以得到10-12誤碼率下RJ(PK-PK)。
圖2. 標準化發(fā)射機一致性測試設置，包括參考測試通道和線纜。測試點2 (TP2)距被測器件(DUT)最近，測試點1 (TP1)是遠端測量點。
在TP1采集信號后，可以使用SigTest軟件處理數(shù)據(jù)，這與PCI Express官方的一致性測試方法類似。對需要預測試一致性、檢定或調(diào)試的應用，希望可以進一步了解電路在各種條件或參數(shù)下的特點。裝有USB 3.0分析軟件的高帶寬示波器提供了Normative和Informative方式的物理層發(fā)射端自動測量。省掉了手動配置的步驟，大大節(jié)約了測量時間。
在測試完成后，詳細的Pass/Fail測試報告標記出哪里可能發(fā)生設計問題。如果在不同測試地點（如公司實驗室、測試中心）結(jié)果不一致，可以使用之前測試時保存的波形數(shù)據(jù)重新分析(離線測量)。
如果要求更多的分析，可以使用抖動分析和眼圖分析軟件，調(diào)試和檢定電路。例如，可以一次顯示多個眼圖，允許工程師分析不同時鐘恢復設置或軟件通道模型的影響。此外，可以使用不同的濾波器，分析SSC的影響，解決系統(tǒng)互操作能力問題。
均衡考慮因素
由于明顯的通道衰減，SuperSpeed USB要求某種形式的補償，張開接收機上的眼圖。發(fā)射機上采用均衡技術，其采用去加重的形式。規(guī)定的標稱去加重比是3.5 dB，用線性單位表示為1.5倍。例如，在跳變比特電平為150 mVp-p時，非跳變比特電平為100 mVp-p。
CTLE標準均衡實現(xiàn)方案包括片內(nèi)技術、有源接收機均衡或無源高頻濾波器，如線纜均衡器上使用的濾波器。這一模型特別適合一致性測試，因為它非常簡便地描述了傳輸函數(shù)。CTLE通過頻域中的一系列極點和零點，在特定頻率上達到峰值(Peak)。
CTLE實現(xiàn)方案的設計要比其它技術簡單，能耗要低于其它技術。然而，在某些情況下，由于適應性、精度和噪聲放大方面的限制，僅僅使用CTLE實現(xiàn)方案可能是不夠的。其它技術包括前向反饋均衡(FFE)和判定反饋均衡(DFE)，通過對數(shù)據(jù)樣點加權一些補償系數(shù)來補償通道損耗。
CTLE和FFE是線性均衡器。因此，這兩種技術都會提升高頻噪聲，而產(chǎn)生信噪比劣化。但是，DFE在反饋環(huán)路中使用非線性元器件，使噪聲的放大達到最小，補償碼間干擾(ISI)。圖3示例了一個經(jīng)過傳輸通道明顯衰減的5Gbps 信號，和使用去加重、CLTE和DFE均衡技術處理之后的信號。
圖3. 去加重(藍色)、長通道(白色)、CTLE (紅色)和三階DFE (灰色)對5-Gbit/s信號(黃色)產(chǎn)生的不同效果。
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