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。什么是USB高速传输测试?吉林USB物理层测试高速信号传输
自1995年USB1.0的规范发布以来,USB(UniversalSerialBus)接口标准经过了20多年的持续发展和更新,已经成为PC和外设连接使用的接口。USB历经了多年的发展,从代的USB1.0低速(LowSpeed)、USB1.1全速(FullSpeed)标准,逐渐演进到第2代的USB2.0高速(HighSpeed)标准和第3代的USB3.0超高速(SuperSpeed)标准。这些标准目前都已经得到的应用。后来,为了应对eSATA、ThunderBolt等标准对USB标准的威胁,USB协会又分别在2013年和2017年发布了USB3.1及USB3.2的标准。在USB3.1标准中新定义了10Gbps速率以及对Type-C接口的支持;在USB3.2标准中,又基于Type-C接口提供了对X2模式的支持,可以通过收发方向各捆绑2条10Gbps的链路实现20Gbps的数据传输。而新的USB4.0标准已经于2019年发布,可以通过捆绑2条20Gbps的链路实现40Gbps的接口速率。表3.1是USB各代总线的技术对比。吉林USB物理层测试高速信号传输如何测试USB 3.0超速电缆的性能?
2.USB4.0接收端测试下图是USB4.0接收端测试的连接示意图。同样的,和其他的高速串行总线接口接收端一致性测试方案类似,USB4.0接收端测试也是由误码仪、夹具、低损耗相位匹配电缆等组成。这个方案和传统的USB3.2、PCIEG5/4等一致性测试方案相比的不同是,USB4.0接收端测试只需要误码仪的码型产生单元,误码比较单元在被测芯片内部,控制电脑运行USB4ETT软件,通过Microcontroller读取误码测试时Bert和USB4.0芯片Preset和链路协商过程、以及的误码测试结果。另外,还需要一个微波信号源,产生一个400MHz的AC共模干扰。是德科技提供基于M8020A误码仪+M8062A32GbpsMUX或者M8040A32/64Gbaud误码仪两套方案,供客户灵活选择。
必要性:评估性能:传输速率是衡量USB2.0设备性能的重要指标之一。通过测试传输速率,可以准确评估设备在实际数据传输时的性能表现,包括数据传输速度和效率。确保一致性:USB2.0规范规定了比较高传输速率为480Mbps。传输速率测试可验证设备是否能够达到这一速率,以确保设备在不同环境下数据传输的一致性。满足需求:不同应用场景和使用需求可能对传输速率有特定的要求。例如,高清视频传输、大文件传输等需要较高的传输速率。通过测试传输速率,可以评估设备是否能满足用户的特定数据传输需求。精确计划:了解设备的传输速率可以帮助制定合理的计划。根据设备的实际传输速率,可以预估数据传输所需的时间,并作出相应的调整和安排。如何测试USB接口的时钟同步性能?
从2015年到现在,是德科技基于磷化铟(InP)工艺的Infiniium系列高带宽示波器,凭借其优异的低噪声、低抖动底噪等硬件性能和的尾部拟合”Tail-fit”抖动分离算法等软件,一直是被Intel和Thunderbolt认证实验室认可和批准使用的高带宽示波器。进入到USB4.0时代,大家如果仔细通读每一个版本的测试规范,都可以发现,所以的仪表截屏、设定和算法,采用的都是德科技高带宽示波器。2019年,是德科技基于第二代磷化铟(InP工艺,推出了110GHz带宽,256GSa/s采样率,硬件10bitADC,25fs抖动底噪的UXR系列示波器,将高速信号量测精度推到了另外一个高度。如下所示,是是德科技UXR示波器和已是业内的是德科技V系列示波器,测试同一个USB4.0信号的测试结果比较,UXR示波器提供了更优的信号测试余量。USB物理层测试是否包括对引脚功能的测试?吉林USB物理层测试高速信号传输
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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。吉林USB物理层测试高速信号传输
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