原创 USB 3.2 Framework框架 &Interoperability 标准测试

本篇文章将针对 USB3.2 框架及标准测试做介绍，这两部分属于协议层(Protocol Layer)及 Function 的测试。 

USB3.2 框架(Framework)测试 Framework 测试因为主要的测试项目皆为 TD9.X 开头，所以我们说的Chapter9 或 CV 测试也是在指 Framework 测试。使用的软件工具是 USB-IF 协会提供的Command Verifier，目前 CV 工具有 USB30CV、USB20CV、HUB30CV、 XHCICV、EHCICV 和 MHU3CV。一个待测物需要测试其最高速及 High Speed、Full Speed的 Chapter9，另外还需测试该待测物的Device Class Test，接着我们将对最常见的Chapter9 测试做介绍。USB 装置状态被分类为以下几种， 见表(一)：

表(一)

连接USB3.2主机(Host)和装置(Device)后会互相向对方请求许多描述(Descriptor)，在请求这些Descriptor时会用 到 Setup Packet，Setup Packet的组成整理如表(二)：

表(二)

bRequest的标准装置请求(Standard Device Requests)整理如下表(三)：

在Framework 测试中，测试目的为待测物的固件宣告是否正确及小部分的Function测试(如：Function Remote Wakeup 和 Enumeration 测试)，测试软件会对我们的待测物发送不同的bRequest及Function的测试，即可比对待测物的宣告是否如实际状况相同。当中几个常见的测试失败有：U1及 U2没开启、Self-Power 或 Bus-Power宣告错误、bcdUSB 的版本命名宣告错误。

USB3.2 Interoperability 测试

在USB3.2产品拿认证的测试当中，一定会需要测试产品的功能性，这是 IOP(Interoperability)测试的目的。测试 原理就是将我们的待测物与Gold Tree连接起来之后，进行我们整个Gold Tree及待测物的功能性验证，若整个Gold Tree及待测物的功能性都能够正常运作，则代表通过此测试。因USB接口最多可以接5层Hub，所以Gold Tree的设计都是在这样的环境下做测试。这边提供范例为USB3.2 Gen2 Peripheral的Modified IOP测试环境如图 (一)：

图(一) 来源 : xHCI Interoperability Test Procedures

接着就可利用IOP环境图来测试待测物的功能性，测试步骤整理如下表(四)

表(四)

以USB3.2 Gen2 Peripheral 测试为例子，测试完待测物在其最高速 SuperSpeedPlus 的 IOP 环境之后，还需将待测物分别降速到 SuperSpeed、High Speed 及 Full Speed 的 IOP 环境去做测试，测试步骤整理如表(五)：

表(五)

若今天USB3.2 产品可能是Compound Device甚至是要过 Silicon 测试时，所需要测试的 Gold Tree 环境也更为多样，因测试目的及原理皆大同小异，所以我们就举一个例子为代表。

另外在 IOP 的 CTS 之中，除了与 Gold Tree 的功能性测试之外，还有与省电状态相关的 U1/U2 测试及 L1/LPM 测试，针对不同 USB3.2 产品所需测项也整理如表(六)：

表(六)

U1/U2 测试、LPM 测试及L1测试的测试标准也整理如表(七)：

表(七)

最后则是我们Current Measurement的部分，用于 Upstream Port 测试，测试目的为待测物在不同状态时的电流拉载不可超过规范值，以确保待测物的功耗不会过高且在安全的范围值之内。Current Measurement 测试会搭配 CV 测试工具，SuperSpeedPlus/High Speed 和SuperSpeed/High Speed的Current Measurement 使用到 USB30CV， High Speed/Full Speed的 Current Measurement 使用到 USB20CV。在USB3.2产品最大电流拉载宣告分有High Power及 Low Power 两种定义整理如表(八)：

High/Full Speed的Current Measurement测试在EHCI Controller下，规范整理如表(九)：

SuperSpeed/High Speed 的 Current Measurement 测试在 xHCI Controller 下，规范整理如表(十)：

SuperSpeedPlus/High Speed 的 Current Measurement 测试在 ASMedia Add-in Card(ASM3142)下，规范整理如表(十一)：

参考文献：

Universal Serial Bus 3.2 Specification, September 22, 2017

Unibersal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification, July 14, 2017

xHCI Interoperability Test Procedures For Peripherals, Hubs and Hosts, Revision 0.95, October 2018

作者：

GRL 测试工程师曾威华 Wing Tseng

擅长 USB、PCIe、SATA 接口测试。GRL 技术文章作者及讲师。希望帮助大家顺利测试拿到接口 Logo，彼此互相交流共同成长飞翔。

本文件中规格特性及其说明若有修改恕不另行通知。