usb3.0眼圖測試，專家分析USB(Universal Serial Bus)即通用串行總線，用于把鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、MP3、U盤等外圍設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)，它使計(jì)算機(jī)與周邊設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)化。
在USB1.1版本中支持兩種速率：全速12Mbps和低速1.5Mbps；而USB2.0中支持三種速率：高速480Mbps、全速12Mbps、低速1.5Mbps。
在2002年Intel把USB2.0端口整合到了計(jì)算機(jī)的南橋芯片ICH4上，推動了USB2.0的普及，目前除了鍵盤和鼠標(biāo)為低速設(shè)備外，絕大多數(shù)設(shè)備都是速率達(dá)480M的高速設(shè)備。
圖1：USB2.0與USB3.0的速度對比盡管USB2.0的速度已經(jīng)相當(dāng)快，對于目前藍(lán)光DVD、高清視頻、TB級別的大容量硬盤的數(shù)據(jù)傳輸還是有些慢，于是，在2008年11月，HP、Intel、微軟、NEC、ST-NXP、TI聯(lián)合起來正式發(fā)布了USB3.0的V1.0規(guī)范。
USB3.0又稱為SuperSpeed USB，比特率高達(dá)5Gbps，相比目前USB2.0的480Mbps的速率，提高了10倍以上，如圖1所示：使用USB2.0拷貝25GB的文件需要14分鐘，而3.0只需70秒左右。
25GB，正好是單面單層藍(lán)光光盤的容量。
USB3.0預(yù)計(jì)將在2011年逐漸在計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品上使用。
力科于2009年4月發(fā)布了USB3.0的物理層測試解決方案，包括了針對HOST/DEVICE的發(fā)送端（TX）測試和接收端（RX）測試、以及USB3.0電纜的TDR測試。
對于USB3.0的TX測試，為了測量到5次諧波，需要帶寬12.5GHz以上的示波器，力科的SDA813Zi帶寬13GHz，采樣率40GSamples/s（可達(dá)80GS/s），配合USB3.0一致性測試軟件、眼圖醫(yī)生軟件和測試夾具（見圖2），可以快速完成USB3.0的發(fā)送端Compliance測試和調(diào)試分析。
對于USB3.0的RX測試，力科的PeRT3是具備協(xié)議通信能力的誤碼率測試儀，可以完成USB3. 0的誤碼和抖動容限測試。
在USB3.0規(guī)范中要求同時測量TX和RX。
圖2：力科的USB3.0測試夾具USB3.0物理層測試內(nèi)容力科版本的一致性測試軟件-USB3是根據(jù)2009年11月發(fā)布的USB3.0的電氣兼容性測試規(guī)范Rev0.9版本（Electrical Compliance Test Specification Rev0.9）來開發(fā)的，并且會隨著測試規(guī)范的更新而不斷更新，該軟件安裝在示波器上，示波器通過USB電纜連接到PeRT3，使用USB與PeRT3進(jìn)行通信，在測試中，軟件可以控制PeRT3發(fā)送特定的信號，或從PeRT3中讀取RX測試結(jié)果，這樣只需軟件即可完成TX和RX的所有測試。
在-USB3測試軟件中，包括了以下測試項(xiàng)目：1. LFPS（Low Frequency Periodic Signaling）信號測量2. SSC（Spread Spectrum Clock）展頻測量3. 抖動與眼圖測量4. AC和DC共模電壓測量5. 差分電壓幅度與去加重測量6. 誤碼測試與抖動容限測量LFPS（Low Frequency Periodic Signaling）信號測量測量了Polling.LFPS信令的電壓和時間參數(shù)，在USB3.0規(guī)范CTS Rev0.9中是必測項(xiàng)目。
測試方法為：待測試產(chǎn)品（PUT）的端口上插入USB3.0夾具，夾具上的TX端通過同軸電纜連接到示波器的兩個通道，將PUT上電后，PUT會發(fā)送出Polling.LFPS信令，示波器捕獲后測量其水平或垂直參數(shù)。
如圖3所示為LFPS的信號特征。
在力科一致性測試軟件中會分析脈沖的上升、下降時間、周期、占空比、峰峰值、共模電壓，以及脈沖串的突發(fā)持續(xù)時間（tBurst）和重復(fù)時間（tRepeat）。
圖3：LFPS信號的波形SSC（Spread Spectrum Clock）展頻測量SSC經(jīng)常使用在計(jì)算機(jī)主板的電路上，用于減小電磁輻射。
在USB3.0中，需要測試擴(kuò)頻時鐘的調(diào)制頻率（SSC Modulate Rate）、頻偏值（SSC Deviation Max）和頻偏小值（SSC Deviation Min），測試時PUT發(fā)送出CP1碼型的數(shù)據(jù)流（CP是Compliance Pattern的簡寫，在USB3的物理層測試中，各項(xiàng)測試需要不同的測試碼型）,CP1碼型為D10.2，即0101連續(xù)跳變的碼型，相當(dāng)于頻率2.5GHz的時鐘，規(guī)范要求擴(kuò)頻時鐘的調(diào)制頻率為30-33KHz之間，頻偏小值在+/-300ppm之間，頻偏值在-5300ppm到-3700ppm直接。
如圖4為力科示波器測量擴(kuò)頻時鐘的結(jié)果。
SSC是CTS Rev0.9中是必測項(xiàng)目，跟USB3.0芯片輸入時鐘緊密相關(guān)，如果輸入時鐘的SSC不符合要求，通常USB3.0的輸出信號的SSC也無法通過測試。
圖4：擴(kuò)頻時鐘測試結(jié)果抖動與眼圖測量在USB3.0的TX的眼圖和抖動測試中，測量的是待測試信號經(jīng)過參考測試信道后TP1點(diǎn)的眼圖和抖動。
如圖5中的Reference test channel即為參考測試信道，在規(guī)范中定義了long channel、short channel和3米電纜三種參考測試信道。
如果使用long channel或者較長電纜，信號到達(dá)接收端時衰減比較大，眼圖已經(jīng)閉合，USB3.0芯片接收端使用了CTLE均衡器對信號進(jìn)行均衡后，信號眼圖的質(zhì)量將大大改善，所以要求測試儀器分析出CTLE均衡器處理后信號的眼圖和抖動。
目前業(yè)界常用的是Intel的11英寸背板和3米USB電纜作為參考信道。
圖5：USB3.0的TX的眼圖測試點(diǎn)（來自USB3.0規(guī)范）如圖6所示，左邊的眼圖是靠近TX近端測量到的眼圖；中間的眼圖是通過兼容性信道（參考測試信道）后測量的眼圖，可見眼圖的張開程度較小，抖動較大；右邊的眼圖是仿真CTLE均衡后的眼圖，可見眼高和抖動都得到改善。
圖6：USB3.0的Transmitter測試在近端、遠(yuǎn)端和均衡后的眼圖對比眼圖和抖動測試中信號源需要發(fā)出特別的測試碼型，對于眼圖測試，需要CP0碼型（擾碼的D0.0），對于抖動測試，需要CP0碼流或者CP1碼流（D10.2），前者用于確定性抖動Dj的測量，后者用于隨機(jī)抖動Rj的測量。
眼高必須從連續(xù)的1百萬個比特疊加的眼圖中測量，力科SDA813Zi示波器完成1百萬比特的眼圖僅需2秒，速度是同類示波器的10-50倍以上。
抖動為10e-12誤碼率時抖動的峰峰值（即總體抖動Tj）。
AC和DC共模電壓測量這項(xiàng)測試需要PUT發(fā)送CP0碼流，測量差分信號的交流和直流共模電壓，在USB3.0 Specification Rev1.0中有要求（前者Vtx-ac-cm-pp
