一、USB 3.0高速线缆功用测验
1、USB3.0高速线缆及标准要求介绍
为了高速传输信号，USB3.0选用了全双工的通讯办法，由两对高速差分线来进行发送数据和接纳数据的传输，而USB2.0选用的是半双工通讯的办法，只要一对差分线进行发送和接纳数据的传输。USB3.0的线缆和横截面图如下图1所示。为了保证USB 3.0的高速线缆具有杰出的信号完好性，保证能高质量传输5Gbps速率的信号，USB 3.0标准对其线缆特性做了特别的要求。如：
图1 USB3.0线缆及其横截面
标准的5.6.1.1.1规则了高速屏蔽线缆的特征阻抗为：90 ohms +/- 7ohms (运用快沿上升时刻为200ps（10%-90%）的TDR进行丈量)。
标准的5.6.1.1.2规则了高速屏蔽线缆对内的两条线缆之间的偏移要小于：15ps/m (运用快沿上升时刻为200ps（10%-90%）的TDT进行丈量)。
标准的5.6.1.2规则了高速衔接器的阻抗改变规模为90 ohms +/- 15 ohms (运用快沿上升时刻为50ps（20%-80%）的TDR进行丈量)。
标准的5.6.1.3.1规则了高速屏蔽线缆不同频率下的差分插入损耗SDD12。
标准的5.6.1.3.2规则了高速差分对之间的近端串扰（Near-End Crosstalk）。
标准的5.6.1.3.3规则了高速差分对内两条信号之间的串扰，包含近端串扰和远端串扰（Near-End/Far-End Crosstalk）。
标准的5.6.1.3.4规则了高速差分对的差模和共模转化比（Differential-to-Common Mode-Coversion）。
标准对高速线缆的首要要求均是由S参数来表明的，如下图2中的曲线所示：
图2 USB3.0线缆的各项参数特性曲线
2、测验仪器及测验办法
SPARQ-S parameters,Qucik，是力科推出的首要用于高速信号的信号完好性范畴的高性价比的S参数测验仪，可完成一键式快速丈量，内部集成了校准件（省去了极端繁琐的手动校准进程），TDR上升沿时刻为6ps，最大端口数为12端口，带宽规模0-40GHZ，十分细巧简便，可丈量TDR阻抗（可完成不同归一化的上升时刻）、TDT传输延时、单端和混合形式S参数（传输损耗、差分对内的近端/远端串扰、差分对间的近端/远端串扰）等。
详细测验办法是将USB3.0的线缆两头别离衔接到夹具上，然后经过夹具上的SMA同轴头和SPARQ的SMA线缆衔接到SPARQ测验仪上，完成S参数（包含传输损耗、近端串扰、远端串扰等参数）、TDR阻抗、传输延时等参数的丈量，如下图3所示。
图3 USB3.0线缆测验衔接示意图
二、USB3.0发射机物理层测验
1、发射机测验及标准要求介绍
发射机信号质量测验是一切低速、高速信号都会要求测验的项目。首要内容有信号的起伏、眼图、颤动、上升时刻等。USB3.0标准也对发射机信号的物理层特性做了严厉的要求，如：
标准的6.7.1章节规则了发射机的一些电气功用参数（Normative）。
标准的6.7.3章节规则了发射机的眼图和颤动功用参数（Normative）。
标准的6.7.1章节和6.7.5章节还规则了发射机的一些参阅要求（Informative）。
此外，USB3.0标准的第6.9章节还对低频周期信号LFPS（首要用于操控Low power link mode,Link Training,Warm reset等）的电气特性和时序特性做了规则。
2、测验仪器及测验办法
发射机测验原理上只需求一台高带宽示波器（力科的SDA813Zi-A）加上相应的测验夹具、一致性测验软件（力科的Qualiphy-USB3一致性测验软件）、预加剧均衡仿真软件（EyedoctorII信号完好性剖析软件）即可。而为了取得更好的测验作用，USB3.0标准规则针对不同的测验项目需求运用不同的一致性测验码型，比如说眼图/Tj/Dj丈量需求运用CP0一致性测验码、SSC（扩频时钟）/Rj丈量需求运用CP1测验码、去加剧丈量需求CP7码、差分信号摆幅测验需求CP8码。因而在进行不同的测验项目时需求用户去设定被测DUT来输出所需求的码型，这样不只会下降测验功率，并且关于许多体系级用户来说是很难去设置DUT的，因而怎么能使这样的测验愈加主动化？假如测验仪器能够和DUT进行握手，在需求什么类型的测验码时分给DUT发指令要求其输出这样的码，则不只将处理设置的问题，并且将会使得发射机物理层信号测验变得十分的主动化。在下文中将介绍的力科的PeRT3将具有这一功用。
详细的测验办法是将被测DUT的Tx端经过夹具和SMA同轴线缆衔接到示波器上进行测验，并依据示波器上的Qualiphy-USB3软件的提示去切换DUT输出相应的一致性测验码，软件会主动收集1百万个UI码进行测验。测验衔接图和测验成果陈述如下图4、图5所示：
图4 发射机测验衔接示意图
图5 测验陈述（LFPS部分）
三、USB3.0接纳机物理层测验
1、接纳机测验及标准要求介绍
由于USB3.0速率比较高，因而标准规则不只要测验发射机信号，一起还要测验接纳机信号，USB3.0测验标准的第6.8.5章节规则了接纳机一致性测验时需求注入到CP0一致性测验码中的Sj，Rj，Equalization，Amplitude Swing等。在实践调试中，不只需求进行一致性测验还需求进行颤动容限测验（两者的差异可参阅别的一篇文章：高速信号的接纳机测验）。
图6 接纳机测验衔接示意图
图7 接纳机容限测验需求注入的颤动参数
2、测验仪器及测验办法
力科的PeRT3是一款专门针对高速串行标准如USB3.0、PCIE3.0等的接纳端测验而研发的。它的全名叫带有协议才能的接纳端和发送端容限测验仪。它与传统的BERT误码测验仪的最大的差异之一便是其具有协议握手才能，能与被测DUT完成握手通讯，这样就能够十分便利的让DUT进入到接纳机测验所需求的环回（Loopback）形式。
由于PeRT3具有协议握手才能，因而前文发射机测验中说到的设置DUT宣布不同的一致性测验码的困难即可经过示波器和PeRT3的组合来完成主动化测验。
详细测验办法是先结合示波器对力科的PeRT3依照USB3.0标准设定的信号颤动、起伏等输出的各项参数进行校准，校准完后，衔接PeRT3和被测DUT，经过PeRT3的协议握手才能发送一系列的练习码使得被测DUT进入环回（Loopback）测验形式，DUT进入环回形式今后，PeRT3即开端发送带有颤动和预加剧的CP0一致性测验码，开端误码的测验和剖析。衔接示意图如下图8所示。
图8 接纳机测验衔接示意图
图9 接纳机测验设置过程及测验成果
四、力科针对USB3.0的全体测验计划
力科设置了多种装备计划，用户可依据状况进行挑选：
1、假如只测验发射机，并且用户能够自行设置DUT宣布CP0-CP8中所需求的一致性测验码型，这时只需挑选示波器SDA813Zi及相应的软件包、夹具即可。
2、假如只测验发射机，并且需求让DUT主动切换一致性测验码型，则可挑选SDA813Zi+PeRT3以及相应的软件包和夹具。此刻还可完成接纳机一致性测验。
3、假如需求彻底主动化的一次性测验发射机和接纳机，测验完成后生成一份包含发射机和接纳机测验在内的完好陈述，则可挑选SDA813Zi+PeRT3+高速电子开关以及相应的软件包和夹具。
除此以外，在USB3.0的调试进程中，力科的示波器还能够将USB3.0协议剖析仪的功用集成到示波器上，使得在示波器上不只能够完成物理层的测验剖析，还能够完成协议层的测验剖析，协议层剖析如下图所示：
图10 根据示波器的USB3.0的协议层剖析功用
五、小结
六、参阅文献
1、USB3.0标准
