USB 3.0一致性测试的方法解析

校准受压眼图时必须完成三种损伤校准:RJ、SJ和眼图高度。每种校准都要求对图案发生器和分析仪进行特定的设置。对每组电缆、适配器和仪器也必须做一次受压眼图校准。

由于使用不同的适配器和参考通道组,主机和设备将经过不同的受压眼图校准过程。一旦完成后,校准眼图的设置可以重复使用,只有当设备设置发生改变时才必须做再次校准。

额外的图案发生器要求

前面已经介绍了要求校准的全部事项,下面让我们再看看每步校准对图案发生器的附加要求,包括使用的数据图案、去加重程度、SSC是否应激活等。在受压眼图校准方案中,列出了两种图案,即CP0和CP1。表3列出了所有的USB 3.0一致性图案供参考。

USB 3.0一致性测试的方法解析

CP0是一种8b/10b编码、PRBS-16数据图案(将D0.0字符送到USB 3.0发送端中进行扰码和编码的结果)。经过8b/10b编码后,最长的连1或连0长度从PRBS-16图案中的16比特减少到了5个比特。CP3是类似于8b/10b编码过的PRBS-16的图案,其中包含最短(单个比特)和最长的相同比特序列。

CP1是用于RJ校准的时钟图案。许多仪器在RJ测量时采用dual-Dirac随机与确定性抖动分离方法。使用时钟图案可以避免dual-Dirac方法的一些缺陷,例如将DDJ报告为RJ,特别是针对长图案。通过使用时钟图案,作为ISI结果的DDJ将从抖动测量中消除,从而形成更精确的RJ测量结果。

在图案发生器和分析仪之间的有损通道(即USB 3.0参考通道和电缆)将导致垂直和水平方向表现为眼图关闭的频率相关损耗(图6)。为了解决这种损耗问题,需要使用发送端去加重技术提升信号中的高频分量,从而使BER为10-12或更高的工作链路有足够好的接收眼图。

USB 3.0一致性测试的方法解析

从这些眼图可以看出,没有去加重时所有幅度名义上都是相同的。采用去加重后,跳变沿比特的幅度要高于非跳变沿比特的幅度,从而有效提升了信号的高频分量。

在通过有损通道和电缆后,没有经过去加重处理的信号将受到码间干扰(ISI)的影响,眼图开度要比经过了去加重的信号小。同时,采用去加重的信号是全开的。从这里可以看出,去加重程度会影响ISI和DDJ的程度,进而影响接收端的眼图开度。

在同步数字系统(包括USB 3.0)中经常使用SSC来减小电磁干扰(EMI)。如果不使用SSC,数字流频谱中的载频(即5Gbps)及其谐波处会出现大幅度的尖峰,并且有可能超过调整极限(图7)。

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