USB測試設(shè)備方案

1、2009年12月22日星期二confidential1usb2.0 compliance test solution from tektronixtektronix (china) co.ltd余洋余洋余洋余洋2009年12月22日星期二confidential2agenda?usb introduction& compliance testing?usb compliance testing from tektronix?usb compliance testing ?host?device?hub2009年12月22日星期二confidential3usb2.0 簡介?usb2.0

2、是一種擴(kuò)展的pc結(jié)構(gòu)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其重點(diǎn)是pc外設(shè)。?usb 2.0速度從usb 1.1上的12 mbps擴(kuò)展到 480 mbps，為作為更高性能pc補(bǔ)充的下一代外設(shè)提供了連接點(diǎn)。?具有usb功能的設(shè)備是pc行業(yè)內(nèi)增長最快的細(xì)分市場之一( ( ( (來源來源來源來源 pc data pc data pc data pc data 2000200020002000年年年年4 4 4 4月美國零售數(shù)據(jù)月美國零售數(shù)據(jù)月美國零售數(shù)據(jù)月美國零售數(shù)據(jù)) ) ) )?具有usb功能的pc將從1996年僅600萬臺(tái)pc，增長到2003年底的7億臺(tái)( ( ( (來源來源來源來源 dataquest 2000data

3、quest 2000dataquest 2000dataquest 2000年年年年8 8 8 8月月月月) ) ) )?usb implementers forum公司 (usb-if) 在comdex上宣布了兩個(gè)受商標(biāo)保護(hù)的新型徽標(biāo)及徽標(biāo)使用要求的一致性測試。( ( ( (來源來源來源來源 usbusbusbusb- - - -if 2000if 2000if 2000if 2000年年年年11111111月月月月) ) ) )2009年12月22日星期二confidential4usb 2.0簡介?全面向下兼容現(xiàn)有的 usb 1.1 實(shí)現(xiàn)方案公共布線所有高速設(shè)備必須支持全速操作?簡便易用

4、的連接能力被消費(fèi)者認(rèn)可的設(shè)計(jì) (可帶電熱插拔)?實(shí)現(xiàn)方案usb 2.0設(shè)備目前已經(jīng)上市pci主機(jī)插件已經(jīng)上市設(shè)備芯片已經(jīng)上市業(yè)內(nèi)宣布推出pc使用的原型芯片組( ( ( (來源來源來源來源 - - - - idf 2001idf 2001idf 2001idf 2001年年年年8 8 8 8月月月月) ) ) )2009年12月22日星期二confidential5usb 2.0簡介?四線系統(tǒng) (d+, d-, vbus, gnd)?usb2.0 提供了下述速度選擇?自己供電和總線供電的設(shè)備vbus為設(shè)備供電，從主機(jī)或集線器獲得電源?usb-if已經(jīng)制訂了一項(xiàng)認(rèn)證和標(biāo)志計(jì)劃說服開發(fā)商全面測試自己

5、的usb設(shè)備新的 usb商標(biāo)徽標(biāo)，表示設(shè)備經(jīng)過認(rèn)證，符合所有相應(yīng)的usb 2.0規(guī)范500 ps480 mbps高速4 20 ns12 mbps全速75 to 300 ns1.5 mbps低速上升時(shí)間數(shù)據(jù)速率2009年12月22日星期二confidential6usb2.0 一致性測試?什么是一致性測試?0市場市場市場市場上有數(shù)百種上有數(shù)百種上有數(shù)百種上有數(shù)百種 usb2.0 器件器件器件器件0器件器件器件器件必須符合嚴(yán)格的測試體系必須符合嚴(yán)格的測試體系必須符合嚴(yán)格的測試體系必須符合嚴(yán)格的測試體系0允許允許允許允許開發(fā)人員附上開發(fā)人員附上開發(fā)人員附上開發(fā)人員附上usb-if徽徽徽徽標(biāo)標(biāo)標(biāo)標(biāo)0對

6、對對對銷售產(chǎn)品非常必要銷售產(chǎn)品非常必要銷售產(chǎn)品非常必要銷售產(chǎn)品非常必要4三三三三種種種種一致性測試一致性測試一致性測試一致性測試0物理層物理層物理層物理層0協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議層層層層0互互互互操作能力測試操作能力測試操作能力測試操作能力測試2009年12月22日星期二confidential7usb2.0 一致性測試物理層一致性測試包括:usb2.0傳統(tǒng)測試?信號(hào)質(zhì)量測試?浪涌電流測試?下跌和衰落測試高速專用測試?接收機(jī)靈敏度測試?啁啾測試?單調(diào)性測試?阻抗測量測試2009年12月22日星期二confidential8usb2.0 信號(hào)質(zhì)量測試信號(hào)質(zhì)量測試包括:?眼圖測試?信號(hào)速率?包尾寬度?交

7、叉電壓范圍 (用于低速和全速)?jk 抖動(dòng)?kj 抖動(dòng)?連續(xù)抖動(dòng)?單調(diào)性測試 (用于高速)?上升時(shí)間和下降時(shí)間2009年12月22日星期二confidential9agenda?usb introduction& compliance testing?usb compliance testing from tektronix?usb compliance testing ?host?device?hub2009年12月22日星期二confidential10usb2.0技術(shù)挑戰(zhàn)?usb 2.0 把差分信號(hào)數(shù)據(jù)速度擴(kuò)展到高達(dá)480 mbps，上升時(shí)間trise500ps?數(shù)據(jù)速率的提高要

8、求嚴(yán)格的一致性測試在 480 mbps上，主要重點(diǎn)是信號(hào)質(zhì)量和眼圖測試高速專用測試成為必需的要求，即接收器靈敏度、啁啾和單調(diào)性徽標(biāo)要求，要求檢驗(yàn)所有usb2.0設(shè)備是否符合規(guī)范，只有符合規(guī)范才能在包裝上使用 usb-if徽標(biāo)2009年12月22日星期二confidential11usb2.0一致性測試對示波器的挑戰(zhàn)性要求rise/fall time vs. oscilloscope bandwidth43211bandwidth (ghz)edge rate (ps)100120180340400observed edge rate (based on a real 500 ps signal

9、)50951453160464028% error1.8%2.8%6.2%21%2009年12月22日星期二confidential12真實(shí)的單調(diào)性測試對usb2.0很重要?單調(diào)性檢驗(yàn)的是發(fā)射的信號(hào)的振幅應(yīng)平滑地提高或降低，而不會(huì)在反方向上出現(xiàn)偏差。?對usb 2.0設(shè)備來說，應(yīng)在測試分組檢驗(yàn)過程中檢驗(yàn)單調(diào)性。?示波器要有足夠的采樣率才能夠真實(shí)的觀測到在500ps的上升時(shí)間內(nèi)是否出現(xiàn)非單調(diào)性2009年12月22日星期二confidential13泰克usb2.0測試設(shè)備方案?dpo7000dpo70000等示波器?探頭 p6248 差分探頭 p6245 單端有源探頭 (2 ea.) tca-b

10、nc轉(zhuǎn)接頭（2 ea.） tcp202 電流探頭?軟件 tdsusb2 應(yīng)用軟件 usbhset 軟件 (測試高速設(shè)備要求使用該軟件)?tdsusbf 一致性測試夾具2009年12月22日星期二confidential14usb 2.0一致性測試包自動(dòng)測試軟件自動(dòng)測試軟件自動(dòng)測試軟件自動(dòng)測試軟件測試夾具測試夾具測試夾具測試夾具2009年12月22日星期二confidential15usb 一致性測試夾具2009年12月22日星期二confidential16泰克解決方案?完全符合 usb-if 對 usb2.0 一致性測試進(jìn)行的測試4自動(dòng)眼圖分析自動(dòng)眼圖分析自動(dòng)眼圖分析自動(dòng)眼圖分析4自動(dòng)示波器

11、設(shè)置消除了耗時(shí)的手動(dòng)設(shè)置自動(dòng)示波器設(shè)置消除了耗時(shí)的手動(dòng)設(shè)置自動(dòng)示波器設(shè)置消除了耗時(shí)的手動(dòng)設(shè)置自動(dòng)示波器設(shè)置消除了耗時(shí)的手動(dòng)設(shè)置4高速專用測試高速專用測試高速專用測試高速專用測試4接收接收接收接收器靈敏度器靈敏度器靈敏度器靈敏度4啁啁啁啁啾啾啾啾4單單單單調(diào)性調(diào)性調(diào)性調(diào)性4完善完善完善完善的一致性測試夾具的一致性測試夾具的一致性測試夾具的一致性測試夾具4自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)測量上升時(shí)間和下降時(shí)間測量上升時(shí)間和下降時(shí)間測量上升時(shí)間和下降時(shí)間測量上升時(shí)間和下降時(shí)間4用戶用戶用戶用戶定義容差測試限制定義容差測試限制定義容差測試限制定義容差測試限制4詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，

12、可以進(jìn)行深入分析可以進(jìn)行深入分析可以進(jìn)行深入分析可以進(jìn)行深入分析4報(bào)告報(bào)告報(bào)告報(bào)告生成格式生成格式生成格式生成格式4plug fest, 用戶用戶用戶用戶專用專用專用專用, 泰泰泰泰克克克克4自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)相差校正相差校正相差校正相差校正，保證測量的精確性保證測量的精確性保證測量的精確性保證測量的精確性4聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)幫助提供了幫助功能幫助提供了幫助功能幫助提供了幫助功能幫助提供了幫助功能自動(dòng)報(bào)告生成2009年12月22日星期二confidential17usb 2.0 customerscomputersperipheralsconsumer electronicssemi-conduc

13、tors2009年12月22日星期二confidential18agenda?usb introduction& compliance testing?usb compliance testing from tektronix?usb compliance testing ?host?signal quality?droop?chirp?device?hub2009年12月22日星期二confidential19agenda :usb compliance testing?host? signal quality? droop? chirp?device? signal quality

14、? inrush current? chirp? sensitivity?hub ? up-stream? down-stream2009年12月22日星期二confidential20待測件為host所要測試的訊號(hào)為host送出的訊號(hào), 訊號(hào)的方向?yàn)橄聜?down stream)測試項(xiàng)目1. signal qualityhigh speed test 480mbit/sfull speed test 12mbit/slow speed test 1.5mbit/s2. droop3. chirp (shake hands)2009年12月22日星期二confidential21host hi

15、gh-speed signal quality此connector直接,接到待測port2009年12月22日星期二confidential22host high-speed signal quality?win 2k (英文版) or xp pc 執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體,選擇 host 然後按 test.?進(jìn)入下一個(gè)視窗在port control 內(nèi)選擇test_packet , 在 port 內(nèi)選擇所要測試的 port 然後按 execute.?scope 執(zhí)行 tdsusb2 軟體,選擇 high speed 然後將 signal quality 的六個(gè)項(xiàng)目全

16、部點(diǎn)選.eye diagram, signal rate, rise time, fall time, eop width, monotonic.?按下 configure 點(diǎn)選 configure 然後選擇tier 6, down-stream, near end. 點(diǎn)選 source 選擇所要用的 input channel.?點(diǎn)選 run 的符號(hào) 此時(shí)可看到 test_packet 的波形?按下 ok 既可完成測試2009年12月22日星期二confidential23host high-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential24ho

17、st high-speed signal qualityrun2009年12月22日星期二confidential25host high-speed signal quality?waveformeye diagram ?2009年12月22日星期二confidential26host high-speed signal quality?results: summary2009年12月22日星期二confidential27host high-speed signal quality?results: details2009年12月22日星期二confidential28host full-s

18、peed signal quality此connector直接,接到hub11.1的hub2009年12月22日星期二confidential29host full-speed signal quality?win 2k (英文版) or xp pc 不可執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體?測試夾具需接電源，switch切到init?scope 執(zhí)行 tdsusb2 軟體選擇 full speed 然後將 signal quality 的九個(gè)項(xiàng)目全部點(diǎn)選.eye diagram, signal rate, rise time, fall time, eop width, pai

19、red jk jitter, paired kj jitter, consecutive jitter, cross over?按下 configure 點(diǎn)選 configure 然後選擇tier 6, down-stream, far end.點(diǎn)選 source 選擇所要用的 input channel.?點(diǎn)選 run 的符號(hào) 此時(shí)可看到 full-speed 的波形?按下 ok 既可完成測試2009年12月22日星期二confidential30host full-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential31host full-speed

20、 signal quality?waveformeye diagram?2009年12月22日星期二confidential32host low-speed signal quality此connector直接,接到待測port2009年12月22日星期二confidential33host low-speed signal quality?win 2k (英文版) or xp pc不可執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體?執(zhí)行 tdsusb2 軟體,選擇 low speed 然後將 signal quality 的九個(gè)項(xiàng)目全部點(diǎn)選.eye diagram, signal rat

21、e, rise time, fall time, eop width, paired jk jitter, paired kj jitter, consecutive jitter, cross over?按下 configure 點(diǎn)選 configure 然後選擇tier 6, down-stream, far end. 點(diǎn)選 source 選擇所要用的 input channel.?點(diǎn)選 run 的符號(hào) 此時(shí)可看到 low-speed 的波形?按下 ok 既可完成測試?*如果有問題 可用cursor的方式. file?preference?advance?將 packet identifi

22、cation by user using cursors 勾 選 , 如下兩張圖的例子2009年12月22日星期二confidential34host low-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential35host low-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential36host low-speed signal quality?waveformeye diagrams?2009年12月22日星期二confidential37droop test2009年12月22日星期二confidential

23、38droop test?待測port為port1, 但所要量測vbus的port為鄰近的port2.?治具須接上電源.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體, 點(diǎn)選 droop.?進(jìn)入 configure 的選項(xiàng), 點(diǎn)選 source 選擇所要用的input channel.?按下 run 的符號(hào), 此時(shí)應(yīng)可看到droop 的波形.?要等到 vbus (ch1) 的波形穩(wěn)定後, 再按下ok既完成測試. (average mode)2009年12月22日星期二confidential39droop test2009年12月22日星期二confidential40chirp testinit2009年12

24、月22日星期二confidential41chirp test?測試治具需接上電源 先將的 switch 切到 init 的位置.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體,選擇 high speed 然後點(diǎn)選 chirp.?進(jìn)入 configure 的選項(xiàng) 點(diǎn)選 source 選擇所要用的input channel.?按下 run 的符號(hào), 等待擷取波形?win 2k pc 執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體,選擇 device 然後按 test.?此時(shí)如果無法看到 chirp 的波形 請將波形亮度(intensity)調(diào)至最亮 在hselecticaltesttool 的視窗裡按一次 e

25、mulate bus.?tdsusb2 的視窗按下ok既可完成測試2009年12月22日星期二confidential42chirp testreset timechirp kduration time2009年12月22日星期二confidential43agenda :usb compliance testing?host? signal quality? droop? chirp?device? signal quality? inrush current? chirp? sensitivity?hub ? up-stream? down-stream2009年12月22日星期二conf

26、idential44待測件為device所要測試的訊號(hào)為device送出的訊號(hào), 訊號(hào)的方向?yàn)樯蟼?up stream)測試項(xiàng)目1. signal qualityhigh speed test 480mbit/sfull speed test 12mbit/s2. inrush current3. chirp (shake hands)4. sensitivity2009年12月22日星期二confidential45device high-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential46device high-speed signal qual

27、ity?測試治具需接上電源 先將 switch 切到 init 的位置.?win 2k (英文版) or xp pc 執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體,選擇device 然後按 test.?進(jìn)入下一個(gè)視窗在device command 內(nèi)選擇test_packet , 然後按execute.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體,選擇 high speed 然後將 signal quality 的六個(gè)項(xiàng)目全部點(diǎn)選.eye diagram, signal rate, rise time, fall time, eop width, monotonic.?按下 configure 點(diǎn)選 c

28、onfigure 然後選擇tier 6, up-stream,near end. 點(diǎn)選 source 選擇所要用的 input channel?點(diǎn)選 run 的符號(hào) 此時(shí)可看到波形 但此時(shí)的波形是不對的 需將測試治具上的 switch 切到 test 此時(shí)的波形才是正確的?按下 ok 既可完成測試.2009年12月22日星期二confidential47device high-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential48device high-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential49de

29、vice high-speed signal quality?waveformeye diagram?2009年12月22日星期二confidential50device full-speed signal quality此兩個(gè)connector直接到hub5的downstream port2009年12月22日星期二confidential51device full-speed signal quality?第一層hub必需用2.0的hub.?win 2k (英文版) or xp pc 執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體.?選擇device按test此時(shí)在下一個(gè)畫面應(yīng)可看到7

30、個(gè)device.?點(diǎn)選要測試的device, 在 device command 選擇 loop device descriptor, execute.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體選擇 full speed 然後將 signal quality 的九個(gè)項(xiàng)目全部點(diǎn)選.eye diagram, signal rate, rise time, fall time, eop width, paired jk jitter, paired kj jitter, consecutive jitter, cross over?按下 configure 點(diǎn)選 configure 然後選擇tier 6, up-s

31、tream, far end. 點(diǎn)選 source 選擇所要用的 input channel?點(diǎn)選 run 的符號(hào) 此時(shí)可看到 full-speed 的波形?按下 ok 既可完成測試?此方法亦可用在測 low speed的 device.ch3 須接在 d ,tdsusb2 選擇在 low speed其餘項(xiàng)目和 full speed 都一樣2009年12月22日星期二confidential52device full-speed signal quality2009年12月22日星期二confidential53device full-speed signal qualityeye diagr

32、am?waveform2009年12月22日星期二confidential54receiver sensitivity test2009年12月22日星期二confidential55receiver sensitivity test?測試治具需接上電源 先將 switch 切到 init 的位置.?dg2040 送出 測試訊號(hào) (sync).?win 2k (英文版) or xp pc 執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體,選擇 device 然後按 test.?進(jìn)入下一個(gè)視窗, 在 device command 選擇 test_se0nak, 然後按下execute.?將測試

33、治具的 switch 切到 test 的位置.?將dg2040 的振幅慢慢調(diào)小, ch1. ch2 都要調(diào)?執(zhí)行 tdsusb2 軟體,選擇 high speed 然後點(diǎn)選 receiver sensitivity.?進(jìn)入 configure 的選項(xiàng) 點(diǎn)選 source 選擇所要用的input channel.?按下 run 的符號(hào)後, 再依照視窗所指示的布步驟執(zhí)行2009年12月22日星期二confidential56receiver sensitivity test?sensitivity2009年12月22日星期二confidential57receiver sensitivity te

34、st?squelch2009年12月22日星期二confidential58receiver sensitivity test?short sync2009年12月22日星期二confidential59receiver sensitivity test?normal sync2009年12月22日星期二confidential60inrush current test2009年12月22日星期二confidential61inrush current test?治具 inrush port 的 switch 先切到 dut off.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體, 點(diǎn)選 inrush curr

35、ent.?進(jìn)入 configure 點(diǎn)選 configure 後輸入vbus 電壓 點(diǎn)選 source選擇所要用的input channel.?按下 run 的符號(hào)?將 trig level 往上調(diào)到適當(dāng)?shù)膌evel (一般為一格).?將治具上的 switch 切到 dut on, 此時(shí)應(yīng)可看到波形.?按下 ok 既可完成. ?* 如果device是self-power可能會(huì)抓不到波形, 電流太小.2009年12月22日星期二confidential62inrush current test2009年12月22日星期二confidential63agenda :usb compliance t

36、esting?host? signal quality? droop? chirp?device? signal quality? inrush current? chirp? sensitivity?hub ? up-stream? down-stream2009年12月22日星期二confidential64待測件為hub的up-stream port所要測試的訊號(hào)為hub送到host的訊號(hào), 訊號(hào)的方向?yàn)樯蟼?up stream)測試項(xiàng)目1. signal qualityhigh speed test 480mbit/sfull speed test 12mbit/s2. inrush

37、current3. chirp (shake hands)4. sensitivity5. hub repeater2009年12月22日星期二confidential65hub up-stream signal quality?high-speed此connector直接,接到待測port2009年12月22日星期二confidential66hub up-stream signal quality?測試治具需接上電源 先將 switch 切到 init 的位置.?win 2k (英文版) or xp pc 執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體,選擇hub 然後按 test.?

38、進(jìn)入下一個(gè)視窗在hub command 內(nèi)選擇test_packet , 然後按execute.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體,選擇 high speed 然後將 signal quality 的六個(gè)項(xiàng)目全部點(diǎn)選.eye diagram, signal rate, rise time, fall time, eop width, monotonic.?按下 configure 點(diǎn)選 configure 然後選擇tier 6, up-stream,near end. 點(diǎn)選 source 選擇所要用的 input channel?點(diǎn)選 run 的符號(hào) 此時(shí)可看到波形 但此時(shí)的波形是不對的 需將測試治

39、具上的 switch 切到 test 此時(shí)的波形才是正確的?按下 ok 既可完成測試.2009年12月22日星期二confidential67hub up-stream signal quality2009年12月22日星期二confidential68hub up-stream signal quality?full-speed此兩個(gè)connector直接到hub5的downstream port2009年12月22日星期二confidential69hub up-stream signal quality?第一層hub必需用2.0的hub.?選擇device按test此時(shí)在下一個(gè)畫面應(yīng)可看

40、到7個(gè)device.?點(diǎn)選要測試的device, 在 device command 選擇 loop device descriptor, execute.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體選擇 full speed 然後將 signal quality 的九個(gè)項(xiàng)目全部點(diǎn)選.eye diagram, signal rate, rise time, fall time, eop width, paired jk jitter, paired kj jitter, consecutive jitter, cross over?按下 configure 點(diǎn)選 configure 然後選擇tier 6, up

41、-stream, far end. 點(diǎn)選 source 選擇所要用的 input channel?點(diǎn)選 run 的符號(hào) 此時(shí)可看到 full-speed 的波形?按下 ok 既可完成測試2009年12月22日星期二confidential70待測件為hub的down-stream port所要測試的訊號(hào)為hub送到host的訊號(hào), 訊號(hào)的方向?yàn)樯蟼?up stream)測試項(xiàng)目1. signal qualityhigh speed test 480mbit/sfull speed test 12mbit/slow speed test1.5mbit/s2. droop3. chirp (sha

42、ke hands)2009年12月22日星期二confidential71hub down-stream signal quality?high-speed此connector直接,接到待測port2009年12月22日星期二confidential72hub down-stream signal quality?win 2k (英文版) or xp pc 執(zhí)行 hselecticaltesttool 軟體,選擇 hub 然後按 test.?進(jìn)入下一個(gè)視窗在port control 內(nèi)選擇test_packet , 在 port 內(nèi)選擇所要測試的 port 然後按 execute.?執(zhí)行 tdsusb2 軟體,選擇 high speed 然後將 signal quality 的六個(gè)項(xiàng)目全部點(diǎn)選.eye diagram, signal rate, rise time, fall time, eop width, monotonic.?按下 configure 點(diǎn)選 configure 然後選擇ti