手把手教你如何进行USB3.0接收机测试

2015-05-19 10:14:04   来源:ednchina   

关键字: USB3  接收机测试

一致性测试

USB接收机测试的目的是确认接收机能够以小于等于1x10-12的目标误码率(BER)正确检测发送的数据。发射机测试的重点放在幅度、抖动或其它参数测量上,接收机测试战略则通常涉及一项测试:抖动容限。抖动容限保证接收机系统将以高置信度与其它产品互操作。互操作能力条件可能会随不同电缆长度、低信号幅度、异步参考时钟、电源管理链路状态等因素广泛变化。优秀的受压眼图校准方法将保证抖动容限到达尽可能多的潜在条件。

 

USB 3.0一致性测试已经明显变化,以适应与更高速的接口有关的新挑战。验证USB 2.0接收机需要执行接收机灵敏度测试。高速设备必须对等于或高于150 mV的测试包做出响应,并忽略(静噪)低于100 mV的信号。SuperSpeed USB接收机必须支持多得多的信号损伤,因此测试要求要比USB 2.0苛刻。尽管USB 3.0规范规定目标BER为1x10-12,但接收机一致性测试战略可以提高确定性抖动,产生1x10-10的有效BER,实现更短的测试时间。由于提高了Dj、降低了有效Rj,在较低的BER基础上,这对两个目标BER水平会得到同等的Tj(BER)。对USB 3.0测试,有多个测试选项,可以全面评估USB 3.0 Rx设备。

 

泰克允许客户选择两种解决方案,自动为USB 3.0执行接收机测试。对检定测试(其通常用于第一稿芯片),可以使用BERTScope之类的仪器。BERTScope误码率分析仪不仅提供了增强型高性能误码率测试仪(BERT)的功能,还提供了示波器的眼图显示功能。对需要动态改变数据速率、抖动配置或数据码型等参数的测试场景,BERTScope提供了通用码型发生及基于BER的调试工具,支持USB 3.0 Rx测试要求的全套测量。

 

对通常要求全面自动化的合规性测试,采用任意波形发生器(AWG)的测试平台、泰克DPO/DSA/MSO70000系列示波器和TekExpress自动软件可能是最好的解决方案。AWG7122能够同时仿真串行数据流、信号损伤和一致性通道,明显简化测试配置。DPO/DSA/MSO示波器在配备误码率检测器(选项ERRDT)时,提供了误码检测功能及自动配置控制功能。这两种仪器都通过TekExpress软件控制,该软件为自动测试满足电接口一致性测试规范(CTS)规定要求的USB 3.0发射机/接收机主机和设备提供了简单而又高效的方式。

 

接收机检定和调试测试

评估接收机的主要依据是确定有效的误码率。已知码型被传送到接收机,在接收机的比较器之后检验数据。数据通过接收机内部的环回机制在外部校验。接收机测试的一个挑战是生成要求的测试码型,在被测器件内部发起测试模式。

 

USB 3.0的接收机测试与其它高速串行总线接收机一致性测试类似,一般分为两个阶段:

<    受压眼图校准是业内对创建最坏情况信号条件、测试接收机的叫法。损伤这个最坏情况信号的方式,通常是在水平方向增加抖动,在垂直方向把幅度设置成部署时接收机看到的最低幅度。在任何测试夹具、线缆或仪器变化时,都必须执行受压眼图校准。

<    抖动容限使用校准后的受压眼图作为输入来测试接收机,然后应用额外的提高频率的正弦曲线抖动(SJ)。应用的这个SJ测试接收机内部的时钟恢复电路,因此不仅使用最坏情况信号条件测试接收机,而且还明确测试其时钟恢复。应用的SJ的幅度和频率遵守标准规定的一个模板。这个抖动容限模板覆盖了时钟恢复PLL的带宽,在环路带宽内应容许应用的高数量SJ,因为时钟恢复将追踪出这个正弦曲线抖动,但在环路带宽之上只能经受很小的量,因为没有追踪出这个抖动,它将会影响下游的接收机电路。

 

这个检定过程可以自动实现,保证准确的结构及正确的受压码型生成能力。下面概括介绍了自动检定功能:

<    环回发起为其它方式不能执行接收机测试的用户提供了测试能力。环回发起是BERTScope和被测器件(DUT)之间的一种特定握手,让DUT准备进行接收机测试。这是一个关键步骤,不管采取什么测试仪器,对许多客户都是一个挑战。

<    自动受压眼图校准简化了其它方式繁琐耗时的程序。

<    可以单击执行抖动容限测试,结果存储在数据库中,可以简明地管理测试结果。自动抖动容限测试还可以搜索设备极限,称为“搜索余量”功能。

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图1. 使用BERTScope BSA系列进行受压眼图校准。

 

受压眼图校准

必须进行三种损伤校准,以校准受压眼图、随机抖动(RJ)、正弦曲线抖动(SJ)和眼高。每种校准都要求在泰克BSA系列码型发生器和分析仪上进行特定设置,并使用泰克MSO/DSA/DPO70000系列示波器执行测量。

 

1. 随机抖动(RJ)

<    定义:RJ是无界抖动,与数据码型不相关,也就是说,不管采取什么数据码型,其测量应该相同。由于RJ是无界的,因此它会随测量深度增长,用被测波形数量表示的测量越深,峰峰值RJ测量结果越大。

<    怎样调节:为实现正确数量的RJ,码型发生器必须能够调节注入的RJ数量。

<    怎样测量:配有DPOJET的MSO/DSA/DPO70000系列示波器可以提供自动RJ测量。

 

2. 正弦曲线抖动(SJ)

<    定义:SJ是有界抖动,具有周期性特点,但通常与数据码型不相关(除非SJ频率恰好是码型重复频率的倍数),因此与RJ一样,不管采取什么数据码型,其测量是相同的。与RJ不同,由于有界特点,它不会随着测量深度增长。

<    怎样调节:与RJ一样,码型发生器必须能够调整SJ注入量,以实现所需的量。注入的SJ必须是特定频率,并能够调节幅度。必需校准USB 3.0抖动容限模板中的所有SJ频率和幅度。

<    怎样测量:USB 3.0一致性测试程序规定,应通过获得注入SJ幅度为0的信号的总抖动(TJ)与注入所需数量的SJ之差,来测量SJ数量。泰克MSO/DSA/DPO 70000系列示波器的DPOJET分析选项提供了TJ测量。

 

3. 眼高

<    定义:眼高是指单位间隔中心的眼图张开程度,并伴有一个测量深度,在本例中为106个波形。眼高与数据码型相关,因为它受到信号中数据相关抖动(DDJ)量的影响。眼高指标对主机(180 mV)和设备(145 mV)来说是不同的。

<    怎样调节:眼高通过BERTScope码型发生器的输出幅度调节。

<    怎样测量:泰克MSO/DSA/DPO70000系列示波器上可以测量眼高。

 

抖动容限测试

一旦校准了受压眼图,可以开始测试接收机。如“引言”所述,与上一代规范2.0不同,USB 3.0要求BER测试。抖动容限测试形式的误码率(BER)测试是USB3.0 接收机测试要求的唯一测试,可以使用泰克BERTScope BSA系列分析仪执行。

 

抖动容限测试使用最坏情况输入信号条件(上一节中校准的受压眼图)测试接收机。在受压眼图顶部,覆盖JTF -3 dB截止频率周围频率范围的一系列SJ频率和幅度被注入到测试信号中,误码检测器则监测接收机中的错误或误码,计算BER。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0519/article_11819.html
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