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Hohe Anforderungen trotz einfacher Kabel

USB4 testen

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


Fortsetzung des Artikels von Teil 3 .

Transmitter-Spezifikationen bei TP3

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Tabelle 4: Sendeverzerrung für Pre-Shoot and De-Emphasis (Quelle: USB Implementers Forum)

Die bisher betrachteten TX-Tests bezogen sich auf den Testpunkt TP2, also einen Anwendungsfall mit einem Kabel mit eingebettetem Retimer, Redriver oder einem optischen Kabel. Im Fall von USB4 geht man von einem 0,8 m langen verlustbehafteten, passiven Kabel aus, wodurch der Anwendungsfall deutlich anspruchsvollerer wird. Im Wesentlichen sind es die gleichen Messungen wie bei TP2, allerdings muss zusätzlich das 0,8-m-Kabelverlustmodell eingebettet werden. Für TX-Tests mit 20 Gbit/s ist dies wahrscheinlich der schwierigste Test (Tabelle 5).

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Tabelle 5: Transmitter-Spezifikationen des langen Kanals (Quelle: USB Implementers Forum)

Wie auch bei den TX-Testfällen wird bei den RX-Tests sowohl der kurze als auch der lange Kanal überprüft (Tabelle 5). Fall 1 ist der Testfall mit kurzem Kanal, bei dem die PG-belasteten Prüffälle direkt auf den Typ-C-Steckverbinder angewendet werden.
Fall 2 ist deutlich komplexer, denn hier müssen die BERT-belasteten Prüffälle den 0,8-m-20G- oder 2-m-10G-Anwendungsfall durchlaufen. Eine falsche Einstellung des Kalibrierkanals oder eine falsche Kalibrierung der Prüffälle führt entweder zu einer Unter- oder Überbeanspruchung des RX (Bild 5). Die USB4 Receiver Test Software N5991U40A von Keysight automatisiert die komplexen Kalibrier- und Testschritte und liefert einen umfassenden Kalibrier- und Testbericht.

Bild: Keysight Technologies
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Bild 7: Testmatrix für das Typ-C-Ökosystem

Während des Einschaltens des Produkts ist es wichtig, die SBTX- und SBRX-Lowspeed-Leitungen zur Verhandlung und Fehlersuche anzuzeigen, zu triggern und zu dekodieren. Parallel dazu ist es erforderlich, auch die Hochgeschwindigkeits-Verbindungen 10G und 20G anzuzeigen, zu triggern und zu dekodieren (Bild 6). Wenn nicht alle Hochgeschwindigkeits- und langsamen Leitungen parallel betrachtet werden können, schränkt das die Fähigkeit zur Fehlersuche beim Einschalten ein. Der aktive Typ-C-Link-Fixture N7019A von Keysight in Verbindung mit der Protokoll-Dekodier-Software D9010USBP ermöglicht Entwicklern die Anzeige aller Typ-C-Signale während einer Verbindungsoptimierung.

Zusammenfassung

Bei USB4-Tests gibt es verschiedene Aspekte; das Testen von USB4 darf also nicht als eine unabhängige Einheit betrachten werden, sondern in Verbindung mit den anderen Technologien, die mit USB4 implementiert und getestet werden müssen. Folgendes muss berücksichtigt werden: Design-Simulation, Protokoll, USB-Stromversorgung, Kanalcharakterisierung, Side-Band-Tests, Thunderbolt und DisplayPort. Ebenso wichtig sind die spezifischen Messgeräte, Software und Vorrichtungen, die zum Testen des gesamten Typ-C-Ökosystems erforderlich sind. Nur USB4 zu testen kann jedoch nicht den Erfolg bei der Systemimplementierung garantieren. Stattdessen muss das gesamte Typ-C-Ökosystem betrachtet und charakterisiert werden.

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Tabelle 5: Transmitter-Spezifikationen des langen Kanals (Quelle: USB Implementers Forum)

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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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