测试指导类-USB接口指标测试指导书

USB接口指标测试指导书

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关键词：USB接口指标；USB眼图测试；Chirp测试；Droop测试。

1、USB接口指标描述

为了顺应市场的要求，目前的产品大部分都出的是的接口，而且我们产品都是作为HOST 端，一共提供3种速率，如下表。

当我们的设备是作为HOST端是，数据方向是Down Stream，其关注的指标有：

1、信号质量

1)眼图测试(Eye-Diagram testing)

2)信号速率(Signal Rate)

3)包结尾宽度(End of Packet Width)

4)JK抖动(JK jitter)

5)KJ抖动(KJ jitter)

6)连续抖动(Consecutive jitter)

7)单调性测试(Monotonic test (for HS))

8)上升与下降时间(Rise and Fall times)

2、Droop(电压跌落)

3、Chirp (Shake Hands)

2、USB接口指标测试方法

（1）信号质量测试

由于我们的设备都是作为HOST端，在这里只介绍HOST端的接口指标测试方法。

1)USB High Speed信号质量测试方法

a)连接好被测设备(DUT)、测试夹具和示波器，具体的连接示意图如图1所示。

图 1 High Speed信号质量测试连接示意图

b)DUT上电，启动USB测试包，发送测试命令，使USB端口能够发送出测试码流，

具体的码流波形如图2所示。

图 2 High Speed信号质量测试波形

c)运行示波器上的USB测试软件，在Analyze菜单中选择Test 启动后的界面如图

3所示。在软件的Measurements菜单中选择Select，然后选择High Speed，选择

测试项，在这里可以点击Select All，将信号质量的测试项全部选上。在这个界

面上还有一个选项Config，该选项是用来初始化Monotonic Property，选择后的界面如图4所示，是用来初始化边沿的单调性是从高低电平的多少百分比开始Check。

图 3 TEK USB测试软件

图 4 High Speed信号质量测试初始化界面

d)选择眼图的模板。在USB 的标准协议中，一共有4种模板。其测试模板的选择

和端口的数据方向和测试点的选择有关。协议中定义个测试点的选择及对应的模板选择。如图5和图6所示。

图 5 标准中的测试模型

图 6 标准中关于模板选择的描述

不同的模板对应的眼高和眼宽要求不一样，如果我们的设备是作为HOST端，数据流向是Down Stream，测试点可以选择TP2和TP3，如果设备对外宣传是标准的接口，就说明我们设备的USB端口上是可以再加USB延长线的，即USB Cable。当然测试点的选择就是在TP2了，测试的模板就是Template 1，其对应在示波器上九应该选择Down Stream+Near End，对应示波器的选择如下图所示。如果设备内部已经经过了连接器和排线，对外宣称只支持的设备，那如果我们在设备的出端口测试，模板就选择Template 2，其对应在示波器上应该选择Down Stream+Far End。其Template 1和Template 2两个模板对应的大小和参数如图7和图8所示。总结如下，在测试时，根据不同的测试场景，选择不同的测试模板。

Host测试点模板示波器设置

TP2Template 1Down Stream+Near End TP3Template 2Down Stream+Far End

图7 标准Template1模板的要求

图8 标准Template2模板的要求

图9 High Speed信号质量测试中Tier的选择

选择完模板后，在图9中还有Tier选项需要选择，为了能够支持Hub级联，我们选择Tier6，具体的解释可以参考协议中。在图10中还有一个Configure选项，需要初始化使用的通道和选择的探头类型。如图10所示。

图10 High Speed信号质量测试中Configure的选择

e)示波器设置好后，就可以点击示波器软件上的RUN开始测试。测试完后，会生

成一个测试报告，保存测试报告在Utilites选项中，选择Report Generator，如图11所示。

图11 生成High Speed信号质量测试报告

其中报告中截图如图12所示，其信号质量的测试数据全部都在报告中体现了，每个测试项是否满足要求，都能在报告中找到答案。

图12 High Speed信号质量测试报告的具体内容

2)USB Full Speed信号质量测试方法

和High Speed信号质量测试不同的地方在于测试组网的方式不一样，具体的测试组网如图13所示。有几个需要注意的地方是USB夹具需要5V供电，需要一个将夹具设置到Initial状态，Initial指示灯点亮。在测试Host Full Speed信号质量时，需要一个Full Speed的从设备，该供设备需要是USB协会认证的设备。在这里不在用差分探头了，需要用两个单端探头，注意D+，D-的对应连接的示波器通道。

图13 Full Speed信号质量测试组网示意图

测试组网连接好后，不用发送测试命令，示波器上就应该能抓到所需要的测试波形，如图14所示。

图14 Full Speed信号质量测试波形

示波器其他的测试和High Speed一样，不同的地方是测试项的选择，需要选择Full Speed，其测试项还是选择Select All。

3)USB Low Speed信号质量测试方法

Low Speed的测试组网方式和Full Speed测试组网方式一样，不一样的地方是这次用的是Low Speed从设备，可以使用鼠标等从设备。测试时选择Low Speed，测试项选择Select All。示波器上就应该能抓到所需要的测试波形，如图15所示。

图15 Low Speed信号质量测试波形

与Full Speed测试方法不同的是，测试Low Speed时需要使用Cross，具体的设置在File 菜单中，选择Preferences，会弹出一个设置窗口，在此窗口中需要将图中所示的选项选中，选择后就可以用Cross来指示有效的Low Speed信号，具体的设置方法如图16所示。