原创 USB4™被动线缆测试与认证(USB4 Passive Cable)-下篇

2021-8-5 10:17 259 1 1 分类: MCU/ 嵌入式 文集: USB

USB4 Gen3 线缆认证要点
USB4 线缆认证,必须使用过认证的连接器。USB3 Gen1/2 & USB4 Gen2 Type-C 线缆测试主要是以 B-1~B7 等 6 大项目(参考下表 5),而USB4 Gen3 线缆需额外加测 B-8。USB Type-C 线缆认证测试项目包括有:

·       B-1 eMarker 测试,插拔测试,摇摆测试,及Vbus/Gnd 压降测试

·       B-2 USB 2.0 电气特性

·       B-3 USB 3.2 电气特性

·       B-4 EMI/RFI 屏蔽效应测试

·       B-5 连接器包覆成形尺寸及 EMC 弹片

·       B-7 扭力测试

·       B-8 USB4 电气特性(USB4 Gen3)

表 5:Primary Qualification Approval Testing(截取自 USB-C CableConn CTS 2.1b)

USB4 线缆新增测试
USB4 线缆认证测试,除了需要依循 USB3 线缆所有测试规范,新增的测试包括有 B-1 e-Marker 与 B-8。其中 B-8 为高频信号质量测试,认证测试须由客户提供的 50 条线缆中,实验室任选 10 条来进行测试,且此 10 条皆需通过测试,才能判定为通过。可见 USB 协会对 USB4 线缆在高速传输质量要求,让客户在市面上购买到认证过的线缆,可以尽情享受 40G 高速传送。详细更新测试如下:
·       B-1 e-Marker(USB4)测试,依据 USB-CFunction Test 0.88 版,对线缆测试如下:
✓ TD 4.1.3 Unpowered Cable Test✓ TD 4.13.5 Cable EnterUSB and Data Reset Test✓ TD 4.14.x• TD 4.14.1 Cable Vconn Swap Test
• TD 4.14.2 Cable Reset Test
• TD 4.14.3 Cable Alternate Mode Test
• TD 4.14.4 Cable USB 3.2 Test

·       Test Group B-8(USB4 电气特性)测试,基本上与 B-3(USB 3.2 电气特性)测试项目一样,但规格要求更为严谨,以及新增 COM 测试,详细的比较表请参考表 6。主要重点有:
✓ USB4 Gen3 线缆测试以向量网络分析仪撷取 S4P,以 Get_iPar 软件分析✓ Insertion Loss Fit 最高频率点由 10GHz 提高到 15GHz
✓ Crosstalk(串音)测试,以往 USB3 仅支持单通道传输,因为 USB4 支持双通道传输,所以加入双通道间的 Port to Port crosstalk,以及 DP Alt-mode 下的 crosstalk 测试
✓ COM(Channel OperationMargin)通道余裕测试,COM 的测试方法源自于 IEEE802.3,撷取线缆 S 参数,结合 USB4 Tx/RxEqualizer, Jitter 以及 Noise,透过类似于统计分析的方法计算出信号噪声比(Signal-to-Noise Ratio),来推估通道(线缆)特性。COM 结果必须大于 3。

图 2:COM Analysis

表 6:Cable CTS Test Group B-3 and B-8 Test Compare
另外值得一提的是,USB4 被动线缆必须支持 TBT3,也需要加测 TBT3 兼容性测试。 

» 结论
USB Type-C 线缆虽然支持相同传输速度,线缆的长度却不一定相同,主要是根据系统损耗来决定;在充电方面,线缆最低需符合 USB 2.0 USB Type-C 规格。在 USB4 Gen3 线缆认证方面,需同时兼容 TBT3 与传输速度提升,新增 e-Marker、串音与 COM 等测试项目验证。GRL 为USB IF 授权认证实验室,提供 USB 线缆与产品完整测试与认证,在东莞、上海、台北等地皆有实验室可提供服务。

参考文献


·       USB Type-C Cable and Connector Specification, Release 2.1, May 2021
·       USB Type-C Connectors and Cable Assemblies Compliance Document, Revision 2.1b, June 2021
·       USB4™ Specification, Ver 1.0 with Errata and ECN through May 19, 2021
·       USB Type-C Functional Test Specification, Chapter 4 and 5, May 23, 2021, Rev 0.88



作者

GRL 技术总监 张静宜 Sandy Chang

拥有业界十年以上专业经验,现担任 GRL技术总监,带领 GRL 各测试团队。熟悉Thunderbolt、USB Type-C 等高速接口与测试规范。

作者: GRL实验室, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3943047.html

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