原创声明 作者:GRL实验室/ 曾威华 Wing Tseng 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。