自1995年推出以來，USB接口技術(shù)以其高速、便捷、可擴展等特點，逐漸取代傳統(tǒng)的串口和并口，被廣泛地應(yīng)用在各類外部設(shè)備，受到消費者的青睞。為滿足負(fù)責(zé)產(chǎn)品設(shè)計、檢測和驗證的工程師對于快速檢定USB設(shè)備的需求，快速驗證USB設(shè)備的合規(guī)性，RIGOL提供了完備的測試方案，能夠支持實現(xiàn)USB2.0設(shè)備或主機信號質(zhì)量測試。

本篇小編將以USB設(shè)備端測試場景為例，為大家講解演示，如何使用DS70000系列數(shù)字示波器與配套測試夾具，進行USB2.0一致性分析測試。

本期內(nèi)容示范如何使用DS70000系列數(shù)字示波器進行USB2.0一致性分析測試

案例背景：USB2.0一致性分析

USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）是一種新型接口技術(shù)，用于規(guī)范計算機系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接和通信。每個能夠面向市場的設(shè)備，必須驗證其是否符合USB-IF（USB Implementers Forum）協(xié)會認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

USB 2.0 取代并合并了定義低速 (LS) 和全速 (FS) 數(shù)據(jù)傳輸?shù)?USB 1.1 規(guī)范，并新增了高速 (HS) 數(shù)據(jù)傳輸。USB2.0向下兼容USB1.1和USB1.0，它有三種速率模式，如下表所示：

▲USB2.0信號速率標(biāo)準(zhǔn)

測試原理：信號質(zhì)量測試

USB2.0的電接口測試包含了信號質(zhì)量、浪涌電流及下跌和衰落測試。本次進行的是信號質(zhì)量測試。信號質(zhì)量測試是一整套基礎(chǔ)電氣功能測試，是檢驗設(shè)備滿足標(biāo)準(zhǔn)、獲得USB認(rèn)證標(biāo)志的關(guān)鍵。USB-IF在USB2.0標(biāo)準(zhǔn)中對于每個測試項的內(nèi)容及合規(guī)范圍都有明確的規(guī)定，信號質(zhì)量測試項包括：

·同步域測量（SYNC）

·結(jié)束域（EOP）位寬

·信號速率

·邊沿單調(diào)性測試

·上升時間/速率

·下降時間/速率

·JK對抖動測試

·KJ對抖動測試

·眼圖測試

產(chǎn)品支持：USB2.0一致性分析測試解決方案

USB2.0信號質(zhì)量測試用到的主要工具是帶寬在2GHz以上、采樣率為5GSa/s的數(shù)字示波器。同時在測試過程中，還需搭配合規(guī)的探頭、線纜以及測試夾具。同時，為降低重復(fù)性工作量，提高測試效率，配套使用RIGOL USB2.0一致性測試軟件幫助工程師實現(xiàn)測試過程自動化。

RIGOL DS70000系列實時采樣數(shù)字示波器，支持最大5GHz帶寬與20GSa/s采樣率，幫助工程師獲得更高的測試精度。

RIGOL提供了足夠性能的探頭附件來完成USB2.0一致性分析測試，包含高速有源差分探頭（PVA7000、PVA8000系列），高速單端有源探頭（RP7000S系列）。

USB2.0測試還需要配合USB-IF協(xié)會認(rèn)可的USB一致性測試夾具，RIGOL提供了測試所需測試夾具，包含兩大類和四種，分別是用于設(shè)備測試的夾具（TF-USBD-STP）以及用于主機測試的夾具（TF-USBH-STP），可以支持以有源差分探頭配置或同軸線纜配置的方式，進行設(shè)備或主機信號質(zhì)量測試。

▲USB2.0信號質(zhì)量測試設(shè)備設(shè)置

▲USB一致性測試夾具

USB2.0一致性分析測試軟件支持測試結(jié)果報告導(dǎo)出，測試報告將包含信號質(zhì)量分析的各個測試項，各個測試項對應(yīng)的合規(guī)指標(biāo)范圍以及實測的值，通過對比將測試結(jié)果顯示在最后一列，滿足標(biāo)準(zhǔn)將顯示結(jié)果為Passes，否則會顯示Failure。

▲DS70000 USB2.0一致性分析測試結(jié)果報告

測試步驟：USB2.0一致性分析測試要幾步？

測試準(zhǔn)備（有源差分探頭配置方案）

1. 準(zhǔn)備一臺支持USB2.0一致性分析的數(shù)字示波器：根據(jù)USB-IF協(xié)會要求，示波器需要有2GHz以上帶寬及5GS/s以上采樣率，本次使用DS70504數(shù)字示波器進行演示；

2. 準(zhǔn)備一臺帶有USB2.0接口的電腦：需裝有USB協(xié)會高速電氣測試工具包軟件（XHCI-HSETT）；

3. 準(zhǔn)備USB2.0測試夾具，本次使用RIGOL USB2.0一致性測試夾具（TF-USBD-STP）進行演示；

4. 準(zhǔn)備待測高速USB設(shè)備，本次使用接口為USB2.0的U盤進行演示；

5. 準(zhǔn)備PVA8700高速有源差分探頭；

6. USB-A公頭轉(zhuǎn)USB-B公頭電纜兩根。

連接夾具

1. 保證夾具Test開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，短接夾具短接端；

2. 將一根USB-A公頭轉(zhuǎn)USB-B公頭電纜線連接電腦的USB2.0接口與測試夾具的輸入端；

3. 將另一根USB-A公頭轉(zhuǎn)USB-B公頭電纜線連接供電設(shè)備與測試夾具的電源端（供電需為5V）；

4. 將待測的高速USB設(shè)備插入測試夾具的設(shè)備端；

5. 用PVA8700差分探頭連接測試夾具的差分探頭連接端。

▲USB2.0一致性分析測試夾具

主機設(shè)置

1. 打開電腦的設(shè)備管理器，找到通用串行總線控制器，右擊“USB 可拓展主機控制器”，選擇“更新驅(qū)動程序”；

2. 在更新驅(qū)動程序?qū)υ捒蛑羞x擇“瀏覽我的電腦以查找驅(qū)動程序”，再選擇“讓我從計算機上的可用驅(qū)動程序列表中選取”，在彈出列表中選擇“xHCI Compliance Test Host Controller”即可完成驅(qū)動程序的切換；

3. 打開“XHCI HSETT”軟件，選擇正確的控制器，選擇設(shè)備作為高速測試對象后點擊“Test”開始測試；

4. 在“selec Device”中選擇USB測試夾具連接的通道，在“Device Command”中選擇“TEST_PACKET”。選擇完成后點擊EXECUTE，當(dāng)Status Window提示Operation Successful時，即表示成功開始傳輸所選信號；

5. 打開夾具的Test開關(guān)，此時夾具的兩個信號燈都亮起，信號即開始傳輸，可通過示波器獲取信號進行一致性分析。

進行實測

1. 主機開始向USB高速設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包后，調(diào)節(jié)示波器的觸發(fā)、時基和垂直檔位以便于觀察波形；

2. 點擊導(dǎo)航菜單中的USB2.0，打開USB2.0一致性分析界面，在待測設(shè)備菜單中選擇被測設(shè)備為設(shè)備，信號類型為高速，并根據(jù)實際情況選擇信號端點，“近端”和“遠端”的選擇取決于被測設(shè)備和測試端口的距離，本次演示為遠端;

3. 點擊測試項目，在測試項目中可以選擇需要測試的測試項，本次測試默認(rèn)全部測試；

4. 點擊設(shè)置分析切換到配置界面，本次采用差分探頭，所選差分信源為CH1，點擊自動設(shè)置，即可按照配置信息中的內(nèi)容，自動設(shè)置示波器；

5. 點擊啟動測量即可開始測量，獲取測試結(jié)果；

6. 測量結(jié)果可以通過報告導(dǎo)出界面，點擊保存導(dǎo)出到機器內(nèi)存中或者外部存儲器中。

▲測試結(jié)論界面