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淺談如何通過USB 3.0符合性測試

2014年01月02日  | Tom Rossi 與 Fred Rastgar

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鏈路層測試

除SuperSpeed USB鏈路層外,USB-IF在協議層測試外增加了鏈路層符合性測試。鑒於鏈路層在建立和維護主機與設備間連接完整性方面發揮的關鍵作用,需要對SuperSpeed鏈路層進行全面測試。USB-IF鏈路層符合性測試包括對40種獨特測試案例中超過130個單獨鏈路層斷言(link layer assertion)進行測試。


與實體層測試一樣,USB-IF符合性測試中的鏈路層測試也面臨到許多挑戰。TD.7.5和TD.7.7就是兩個這樣的例子。


鏈路層符合性TD.7.5——標頭封包成幀穩固性(Header Packet Framing Robustness),旨在驗證DUT是否會拒絕接收HPSTART幀中存在一個單符錯誤的封包。在這一測試中,作為主機的流量產生器/試驗程式(exerciser)或設備被連接至DUT。當檢測到流量產生器傳輸的鏈路管理封包中HPSTART串列的第一個符號存在錯誤時,要執行連接初始化串列。如果鏈路初始化成功完成,則測試通過。然後重置鏈路,重複測試步驟,在HPSTART串列的第二、第三和第四符號中分別插入錯誤。在測試過程中,DUT應告知已接收到封包,並在停留U0至少50ms,只有這樣才可以通過測試。


同樣地,TD.7.7——RX 標頭封包重傳測試(RX Header Packet Retransmission Test)主要是要驗證DUT是否會拒絕標頭封包酬載(payload)部分收到帶有即使一個無效字元的封包。該規格要求DUT通過回應LBAD連結命令來拒絕該封包,同時,在接下來流量產生器再次發送一個有效的、應被DUT接收的LMP時,DUT應保持在U0。最近,有部分DUT被發現由於插入標頭的實際符號不同而會有不同的表現,因此,這一測試被擴展至16個不同反覆運算次數。圖8給出的是USB-IF研討會上常見的一種測試失敗情況,即:當資料結束(EPF)符號出現在標頭酬載的中間之後,DUT進入恢復狀態。


圖8鏈路層TD.7.7測試——EPF符號出現在標頭酬載的中間之後,DUT進入恢復狀態
圖8鏈路層TD.7.7測試——EPF符號出現在標頭酬載的中間之後,DUT進入恢復狀態。


表4所示,Teledyne LeCroy和Ellisys是唯一兩家被認可的USB 3.0鏈路層協定分析儀、流量產生器/試驗程式和符合性套件解決方案供應商。Ellisys提供的預編譯符合性測試套件在速度上可能優於Teledyne LeCroy的腳本測試套件。Teledyne LeCroy的測試套件可用來開發更廣泛的自訂測試,進而改善整體的產品設計水準。


表4 USB-IF認可的鏈路層符合性解決方案
表4 USB-IF認可的鏈路層符合性解決方案。


結論

USB 3.0是一個極具前景的市場,通過單一介面即可輕鬆處理大量設備的性能。USB標誌被視為新設備與傳統USB埠、集線器和設備以及較新版本設備相容的標誌,提供廣泛的設備互通性,這些特性是電腦和消費產品業界幾乎無法與其相比較的。


從原始設備製造商的設計角度來看,SuperSpeed USB是一個極其複雜的問題。前文所提及的例子僅說明了原始設備製造商進行USB 3.0符合性測試所面臨到的部分複雜情況。在進行USB-IF符合性測試前,原始設備製造商必須徹底檢查USB符合性,從而避免不必要的重複。


幸運的是,有許多儀器可以用來簡化和推動USB認證的整體流程。現有的USB 2.0產品原始製造商可以從測試儀器供應商那裡選擇更為先進的USB 3.0測試工具來壯大其現有的USB儀器組合,或者他們還可轉而選擇USB-IF符合性測試單位使用的知名工具(如PIL、獨立實驗室或USB-IF主辦的插拔大會)。小心而認真地瀏覽USB符合性認證整體流程可提升和加快產品知名度,並提提昇消費者購買產品的意願。



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