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Hohe Anforderungen trotz einfacher Kabel

USB4 testen

26. Oktober 2020, 14:15 Uhr   |  Nicole Wörner


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Budget für die Einfügedämpfung

Bild: USB Implementers Forum
© Bild: USB Implementers Forum

Bild 3: Referenz-Empfänger CTLE

Es ist wichtig, die IL-Tabelle (Tabelle 1) zu verstehen – unabhängig davon, ob Halbleiter-Komponenten oder Systeme ­entworfen werden. Um dies zu erleichtern, berücksichtigt Keysights USB4-Transmitter-Testsoftware D9040USBC automatisch die richtige Einfügedämpfung für das zu testende Produkt.

Im nächsten Schritt geht es um das Verständnis, wo und wie die Punkte für die Konformitätsprüfung definiert werden. Es gibt keine spezifischen Regeln für die Benennung von Testpunkten, sodass TP0, TP1, TP3‘, TP3EQ in verschiedenen Spezifikationen unterschiedliche Bedeutungen haben. Für USB4 TX-Tests ist TP2 der Near-End- oder Kurzkanal-Testpunkt am Typ-C-Stecker. TP3 ist der Testpunkt für den Anwendungsfall des Fern- oder langen Kanals – hierbei muss die Definition von TP3 beachtet werden, denn sie enthält die Empfängerentzerrung. Für RX-Tests ist TP3‘ der Kurzkanal-Testpunkt. TP2 ist der Anwendungsfall des langen Kanals. Die Testpunkte müssen bekannt sein, um die Tests richtig einrichten und die Konformitätsmessungen durchführen zu können.

Bild: USB Implementers Forum
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Bild 4: Grenzwerte des differenziellen Rückflussdämpfungstests

Aufgrund der erheblichen Kanalverluste bei der Verwendung passiver Kabel sind bei der Implementierung und beim Testen sowohl eine TX- als auch eine RX-Entzerrung erforderlich. Bei der Durchführung von TX-Tests ist es wichtig, die optimale CTLE- (Continuous Time Linear Equalization) und DFE- (Decision Feedback Equalization) Einstellung zu finden, die die größte Augenöffnung ermöglicht. Bei so wenig Spielraum muss die RX-Entzerrung, die während der TX-Konformitätstests verwendet wird, die Spezifikation genau widerspiegeln und sollte auch der Implementierung des Silizium-RX entsprechen (Bild 3).

Die TX-Spezifikation verwendet die üblichen Prüfparameter wie Spannung, Augendiagramm, SSC und Anstiegs-/Abfallzeiten. Außerdem gibt es die bekannten Jitter-Parameter wie UI, TJ und DDJ. Allerdings gibt es nun auch Anforderungen für den unkorrelierten Jitter (UJ): Im traditionellen Jitter-Zerlegungsmodell wurde TJ in RJ und DJ aufgeteilt. In diesem Fall wird der TJ in den korrelierten Jitter (DDJ) und den unkorrelierten Jitter aufgeteilt. Ein UJ kann weiter in RJ und UDJ zerlegt werden. Ein Grund dafür ist, dass Übersprechen (XT; Cross-Talk) auftreten kann, wenn man 20-Gbit/s-Leitungen verwendet, die auf vier differenziellen Paaren parallel über sehr kleine Strukturen und Kabel verlaufen. Wenn die Jitter-Zerlegung nicht genau nach der Spezifikation implementiert wird, kommt es am Ende zu falschen Ergebnissen bei der Jitter-Analyse (Tabelle 3).

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1. USB4 testen
2. Budget für die Einfügedämpfung
3. Prüfung der Konformität von Rückflussdämpfern
4. Transmitter-Spezifikationen bei TP3

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