测试背景

USB2.0已经得到了PC厂商普遍认可，接口更成为了硬件厂商的必备接口。前面我们说了USB2.0信号完整性测试，现在我们来看一下速率更快的USB3.0。

USB3.0和USB2.0相比有着非常本质的区别，USB3.0有两对高速差分线分别进行信号的发送和接收，为全双工工作模式，且使用了多种高速处理技术，如均衡、预加重等，对此进行全面的物理层一致性测试是非常重要的，USB3.0规范要求进行多个项目的测试，如发送端测试、接收端测试、线缆测试等，因此需要多种仪器进行测试。

 USB3.0接口·电路图

USB3.0 TX&RX测试

01  测试及规范要求

      由于USB3.0速率比较高，因此规范对于完整的USB3.0信号完整性测试，需要对TX端和RX端都进行完整的测试，USB3.0测试规范规定了接收机一致性测试时需要注入到CP0一致性测试码中的Sj,Rj,Equalization, Amplitude Swing 等。在实际的测试中，不仅需要进行一致性测试还需要进行抖动容限测试。

02  测试一起及测试方法

    Tektronix的      所有四条通道均达到极低的噪声和高达100GS/s的采样率，让信号完整性检查和定时分析的完成得到保证，不必担心示波器内部的噪声和抖动会影响测试，所有四条通道上均实现高达23GHz的单次带宽，确保您可以捕获感兴趣的信号。

   仪器上提供了DPOJET(抖动和眼睛分析工具)。使用DPOJET测量的仪器设置文件用于执行USB3.2特定测量。DPOJET及其相关的设置文件在各自的测试点提供USB3.2规范中描述发射路径测量(振幅、定时和抖动)

波形屏蔽测试和极限测试。

测试过程

接着就是设置DUT类型、速率、夹具和测试分析模式，由于DUT是Host，所以在Host一栏选择Host；USB3.2的速率为10G；测试的夹具分为了两类，一类是USB-IF协会的，另一类就是Tektronix的，在这里选择的是USB-IF的测试夹具；另外一个非常关键的点就是Test Method，是否选用USB-IF SigTest的分析方法，通常，我们会选择使用；选择参考时钟，一般高速串行信号都会选用SSC模式；还要根据产品使用。

    ^{示波器设置界面}

选择测试项目，一般情况，工程师都会选择全部测试项，因为这些基本项目都是USB-IF协会要求必做的项目，这样才能最完整的按照规范要求进行测试，当然，这也要看测试目的，如果只是debug，那么可以选择相对应的选项即可，这样可以节约测试时间。具体操作如下图所示：

选择测试项目

连接测试系统，包含示波器、夹具和DUT。测试软件会指示工程师的每一步连接，连接完成后，如下两图所示：

连接测试系统

连接完成

将被测件接入夹具，观察示波器是否捕捉到参考波形，如参考波形和示波器显示波形相同，点击成这两个操作后，点击OK。

测试界面

USB3.0TX测试我们采用泰克的解决方案，USB3.0RX测试采用安立、GRL、泰克综合解决方案。以上两份报告都存在单项测试fail的情况，遇到不满足USB协会规定的方面，我们会协助客户通过一系列的硬件和软件工具验证之后进行debug调试，进行软件修正以达到行业标准。

对于USB4.0的电缆来说，其需要测试的参数更加复杂。比如说，很多电缆的S参数测试中，会把测得的S参数和事先定义好的频域模板进行比较，但由于很多S参数的测试结果中都会叠加由于信号反射造成的波动，所以造成测试结果的违规。为了减少这个问题的影响，USB4.0的电缆中定义了一系列新的参数，比如拟合后的插入损耗、积分多重反射、积分回波损耗、积分串扰等。这些参数都是基于S参数，但是重新做了数据拟合或者积分。比如，很多插入损耗（Insertion Loss）的测试曲线中会有由于反射造成的波动，通过对这个曲线进行拟合（如下图），可以得到拟合后的插入损耗（Insertion Loss Fit）曲线，基于这个曲线得到的插入损耗结果就更加稳定可靠。