- USB3.0 SuperSpeed完成標準制定
- 接收機物理層測試成為必須
- 需要考慮發送線路效應
- BERTScope幫助應對閉合眼圖
- Beagle USB 5000 SuperSpeed協議分析儀
最高速度擴大到5Gbps的USB3.0自完成標準制定以來，對應產品不斷出現，但主要集中在閃存盤和移動硬盤等存儲類Device產品。筆者從“泰克2011年春季創新論壇”上獲悉，已發布兩年的USB3.0在中國受到開發者熱捧，并且泰克的高速串行專家及合作伙伴表示，隨著不久之后Intel和AMD將其集成到主板（芯片組）中，USB3.0市場的爆發期在2012年也隨之到來，因為主板集成USB3.0后必將極大推動Host產品的大量涌現，這樣才能真正引爆USB3.0市場。
“作為USB測試行業的領導者和USB3.0標準組織的唯一測試測量技術貢獻者，泰克預期市場對USB 3.0產品的需求將在未來幾個季度不斷增加。”泰克公司大中華區市場開發經理張天生先生表示，“從事高速串行數據設計的工程師需要快速跟進，以便及時抓住涌現的市場機會。業界先進、完整的測試解決方案和咨詢服務可幫助工程師克服USB3.0設計挑戰和產品上市時間壓力。
接收機物理層測試成為必須，BERTScope幫助應對閉合眼圖
今年泰克春季創新論壇的一個重要演講者就是Sarah Boen女士。她目前擔任泰克技術解決方案的市場經理，被稱為“泰克HSS技術權威”。在會上，Sarah分享了USB3.0測試的關鍵考慮事項：
1. 接收機測試成為必須，包括抖動容限、可能導致互操作問題的SSC、異步參考時鐘。
2. 通道方面的問題，需要考慮發送線路效應，對于較早期的設計，還必須進行軟件通道的仿真。
3. 另外出現一些新的挑戰，如12”長的Host通道，接收機閉合的眼圖，均衡，發射機預加重和接收機的連續時間線性均衡器（CTLE）。
4. 鏈路層：均衡、鏈路協商（Link Training）、加擾/極性轉換、低功耗狀態機等。
圖1：USB3.0測試：發射、通道（線纜）、接收機，一個都不能少
Sarah指出，在信號速度低于2.5Gbps時，完成發射機的測試基本就可以了，但對于速度超過2.5Gbps的超高速接口應用如5Gbps USB3.0，接收機測試就變得舉足輕重，因為即使發射機信號質量不錯，但經過長的傳輸通道后會受到很大影響，導致信號在接收機的眼圖是閉合的，快速的信號速率也會導致接收機錯誤地中斷輸入數據，造成系統錯誤。因此單純的發射機一致性測試不足以確保整個系統的誤碼率要求。
如USB2.0應用一樣，泰克為USB3.0的發射機測試提供了超過規范要求的完整解決方案（手動和自動可選）。對于復雜得多的接收機測試，泰克則展示了最新的BERTScope解決方案，可幫助開發者加快USB3.0的一致性測試速度。
BERTScope系列產品顧名思義，就是融合了誤碼率測試儀（BERT）和示波器（Scope）的優點于一身的高性能、高度集成、易于操作高速串行系統的測量、驗證和調試工具，完全能代替傳統的BERT完成誤碼率測試，并且還能實現眼圖分析、抖動分析等高性能示波器所能實現的指標測試。不僅能對Tx端信號進行抖動分析、誤碼相關性分析，還可以根據規范的要求，進行Rx端抖動、幅度容限測試。對于BERTScope系列測試方案之外的其他相近的方案來說，要實現相同的測量通常需要三、四臺不同的儀器組合才能實現。所以，從整體解決方案的角度而言，BERTScope大大降低了整體測試方案的成本，同時避免了多臺儀器組合使用中復雜的連接和校準問題，極大地提高了測試效率和精確度。
如USB2.0應用一樣，泰克為USB3.0的發射機測試提供了超過規范要求的完整解決方案（手動和自動可選）。對于復雜得多的接收機測試，泰克則展示了最新的BERTScope解決方案，可幫助開發者加快USB3.0的一致性測試速度。
BERTScope系列產品顧名思義，就是融合了誤碼率測試儀（BERT）和示波器（Scope）的優點于一身的高性能、高度集成、易于操作高速串行系統的測量、驗證和調試工具，完全能代替傳統的BERT完成誤碼率測試，并且還能實現眼圖分析、抖動分析等高性能示波器所能實現的指標測試。不僅能對Tx端信號進行抖動分析、誤碼相關性分析，還可以根據規范的要求，進行Rx端抖動、幅度容限測試。對于BERTScope系列測試方案之外的其他相近的方案來說，要實現相同的測量通常需要三、四臺不同的儀器組合才能實現。所以，從整體解決方案的角度而言，BERTScope大大降低了整體測試方案的成本，同時避免了多臺儀器組合使用中復雜的連接和校準問題，極大地提高了測試效率和精確度。
圖2：泰克BERTScope接收機測試方案的配置情況
[page] Sarah介紹了BERTScope USB3.0接收機測試解決方案的配置情況。如圖2所示，時鐘恢復模塊CR125A、數字預加重模塊DPP125B與BERTScope 85C誤碼率分析儀相結合，并配上夾具和線纜（泰克的USB3.0夾具可同時支持發射、接收機及線纜的測試），主要提供了4大功能：
1. 壓力模式發生/注入：隨機抖動（RJ）、正弦抖動SJ、擴頻時鐘（SSC）、預加重，并且是可編程的，輕松實現調試和特征化。
2. 環回模式設置：自動化軟件可實現一次點擊就完成環回模式設置。
3. 抖動容限測試：無縫處理時鐘補償特性（SKP）以實現準確的誤碼率測量；標準符合測試和搜索模式能幫助找到設備的Pass/Fail點。
4. 自動化軟件：更多接收機測試的自動化軟件、報告生成、輕松找回和管理以往的測試
本次泰克春季創新論壇就邀請了亞太區一家知名的授權認證實驗室——百佳泰(Allion)為大家分享USB3.0認證測試的注意要點，并且他們也可提供USB2.0/3.0測試服務(所有USB3.0產品都必須通過USB2.0標準符合的測試)。百佳泰于臺灣、日本、中國、韓國和北美等地設有實驗室，為各地的IT開發商提供當地的多樣化服務。去年8月，百佳泰于深圳設立新實驗室，測試服務涵蓋USB、HDMI、DisplayPort、SATA等標準認證、以及獨家開發的固態硬盤（SSD）測試方案，和全球電視信號測量服務。
百佳泰業務總部協理歐勤圣先生表示：“百佳泰與泰克存在長期的合作關系。泰克的解決方案在確保我們一致性測試的質量和效率方面扮演著一個重要角色，并幫助我們在行業居于前沿地位。”
鏈路和協議層測試方案為USB3.0開發錦上添花
對于USB3.0的鏈路層和協議層測試，雖然不是標準認證的必測項，但對于希望進一步調試和深入分析的USB3.0設計者卻意義重大。位于美國硅谷Sunnyvale的專業協議分析儀供應商Total Phase這次也受邀在泰克春季創新論壇上演講，向從事SuperSpeed USB開發的工程師介紹其完整的鏈路和協議層解決方案——Beagle USB 5000 SuperSpeed協議分析儀。
Total Phase是行業內成長最快的協議分析儀廠商。他們的專業分析儀可以實時捕獲和分析Host和Device之間的數據流和更底層總線的狀況，并對數據流進行檢查和分析錯誤，還可允許用戶篩選出感興趣的事件。
Total Phase公司產品和市場營銷經理Fred Rastgar在演講中指出，USB3.0的鏈路層調試面臨數據流激增、更為復雜的狀態機帶來的挑戰。Total Phase的最新款USB3.0分析儀Beagle USB 5000可通過LiveDisplay模塊來瞬時查看總線上發生的事情，LiveFilter模塊則可捕獲并留下感興趣的數據流，把不關注的packet濾除掉，LiveSearch模塊可在海量的碼流中搜索感興趣的packet,更快地發現問題所在，同時該設備還可對USB3.0的新功能加擾和極性轉換進行自動解碼，追蹤和上行下行的錯誤檢測。另外，它可查看各種鏈路協商和狀況狀態機（LTSSM），實時追蹤狀態之間的跳轉，了解狀態跳轉沖突。由于可同步捕獲USB3.0和USB2.0數據，即時解碼各種Class-level數據，復雜的拓撲分析也迎刃而解。
USB3.0的協議復雜度因為其獨立的雙向數據流（Rx和Tx）而提高。Total Phase的協議分析儀與泰克的示波器配合使用，通過基于靈活狀態的先進觸發特性，可同時觀測物理層和協議層，更快地找到問題所在。
