由于数据速率提升,能够支持的电缆长度也会缩短。比如USB2.0电缆长度能够达到5m,USB3.0接口支持的电缆长度在5Gbps速率下可以达到3m,USB3.1在10Gbps速率下如果不采用特殊的有源电缆技术只能达到1m。USB4.0标准中通过提升芯片性能,在10Gbps速率下可以支持2m的电缆传输,而在20Gbps速率下也能支持0.8m的无源电缆。随着新的更高速率接口的产生,原有的USB连接器技术也在不断改进。图3.2是一些类型的USB2.0和USB3.0连接器类型。其中,Type-C是随着USB3.x标准推出的新型高性能连接器,也可以向下兼容提供USB2.0的连接。对于不同类型连接器的主机、设备、电缆来说,其传输通道损耗的要求也不一样。图3.3是USB3.1标准中各种速率和接口类型组合对于链路损耗的要求(损耗值对应的是Nyquist频点,即信号数据速率的1/2频率处),在具体电路设计和测试中可以参考。如何测试USB接口的连接稳定性?山西USB物理层测试TX/RX
(1)速度快:接口的传输速度高达480 Mbit/s,完全能满足高速数据交换的要求; (2)连接简单快捷:所有的 USB设备利用通用的连接器,无需打开主机机箱就可简单方便地连人计算机,实现热拔插; (3)无需外接电源:USB电源向低压设备提供 5V电源; (4)有不同的带宽和连接距离:USB 2.0提供全速与高速 2种传输数率规格,使用户有足够的带宽供新的外设使用; (5)良好的兼容性:系统检测到 1.1版本的接口类型时,会自动按照 12 Mbit/s的速度传输 ,而其他采用2.0版本的外设还是能以2.0所规定的速率传输。山西USB物理层测试TX/RX什么是USB高速传输测试?
另外,由于5Gbps或10Gbps的信号经过长电缆和PCB传输以后有可能眼图就无法张开了,所以在芯片接收端内部会提供CTLE(连续时间线性均衡)功能以补偿高频损耗,因此测试时示波器的测试软件也要能支持CTLE才能模拟出接收端对信号均衡以后的真实的结果。图3.6是在USB3.2的规范中,分别对于Genl的5Gbps信号和Gen2的10Gbps信号CTLE的均衡器的定义。以下是USB3.x的信号测试方法相对于USB2.0的区别:(1)示波器的测试点在一致性电缆(compliancecable)和一致性电路板(complianceboard)之后。而以前的测试是在发送端的连接器处(如USB2.0)。(2)后处理需要使用CTLE均衡器,在均衡器后观察和分析眼图及其参数。(3)需要连续测量1M个UI(比特间隔)。(4)需要计算基于1.0×10-12误码率的DJ、RJ和TJ。
每一代USB新的标准推出,都考虑到了对前一代的兼容能力,但是一些新的特性可能只能在新的技术下支持。比如USB3.2的X2模式、USB4.0的20Gbps速率、更强的供电能力及对多协议的支持等,都只能在新型的Type-C连接器上实现。由于USB总线的信号速率已经很高,且链路损耗和链路组合的情况非常复杂,所以给设计和测试验证工作带来了挑战,对于测试仪器的功能和性能要求也与传统的USB2.0差别很大。下面将详细介绍其相关的电气性能测试方法。由于涉及的标准众多,为了避免混淆,我们将把USB3.0、USB3.1、USB3.2标准统称为USB3.x,并与USB4.0标准分开介绍。如何测试USB设备的功耗?
USB4.0技术简介USB全称UniversalSerialBus(通用串行总线),早在1994年被众多电脑厂商采纳用以解决当时接口不统一的问题。在随后二十多年时间里,USB技术不断发展,标准经历了USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.0、USB3.1到USB3.2,直到现在的USB4.0。USB4.0直接采用的是Intel和Apple从2015年在笔记本电脑上推出的、基于Type-C接口的“雷电”Thunderbolt3协议标准,数据传输速率支持10Gbps/lane和20Gbps/lane两种速率,选择性地支持TBT3-compatible10.3125Gbps/lane和20.625Gbps/lane两种速率;同时,通过交替模式(ALTmode)支持DisplayPort,PCIE等信号标准。为了避免混淆,Intel将未来准备在笔记本电脑上部署的Thunderbolt接口,统一命名为Thunderbolt4.0。USB物理层测试是否包括对供电电源的测试?山西USB物理层测试TX/RX
USB物理层测试是否包括各种设备类型的测试?山西USB物理层测试TX/RX
电源和充电功能测试:测试设备的电源供应能力,包括输出电压和电流。对于具有充电功能的设备,测试其充电功率和充电速度,确保充电性能正常。兼容性测试:连接USB2.0设备到不同操作系统和计算机上,测试其在不同环境下的兼容性。进行功能测试、数据传输测试和设备驱动程序的兼容性测试。功耗测试:使用专业的功耗计或功耗测试仪器,测量设备在不同工作负载下的功耗。分析设备的功耗数据,评估设备的能效和节能水平。USB2.0测试方法可以根据具体的测试要求和设备类型进行调整和扩展。通过使用专业的USB2.0测试仪器和软件,可以执行各种测试,确保设备的性能和功能符合规范,并提供稳定和可靠的数据传输和电源供应能力。山西USB物理层测试TX/RX