USB 2.0 眼图测试
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巧妙测试嵌入式USB2.0主机接口信号质量-基础电子摘要: 本文主要讨论了某款嵌入式产品中USB2.0主机接口的眼图测试。
通过一个测试展开了对USB2.0测试机理的探讨,对后续的嵌入式产品USB2.0主机测试有一定的参考意义。
在高速串行技术如此广泛应用的今天,简单易用的USB堪称是PC平台上成功的I/O技术,普及率几乎100%。
而且随着终端用户对于高速USB设备应用需求的不断增加,越来越多的嵌入式通信类终端产品开始增加了USB2.0主机接口的设计以满足客户的应用需求。
成熟的应用技术由PC平台转向嵌入式平台的已经成为一种趋势。
为了满足USB2.0一致性应用的需求,所有的USB2.0设计都必须满足USB IF发布的USB2.0物理层一致性测试要求。
相对于比较成熟的PC平台USB2.0 主机测试技术而言,基于通信类终端的嵌入式USB2.0 主机的测试面临更多的挑战。
特别是进行二次开发的应用厂商而言,如何满足USB2.0物理层一致性测试要求,很大程度上需要原厂在测试模式以及测试封包方面提供更多的支持。
但应用需求的多样化导致了许多设计架构脱离了原厂的测试状态机控制范畴,问题接踵而来。
嵌入式USB2.0主机测试具体过程本文中的USB控制主机采用某大型通讯类方案提供商的IAD 解决方案,片内集成一个USB2.0控制器,然后通过一个USB HUB中继对外提供2个高速主机接口。
所选用的测试设备如表1所示。
表1:嵌入式USB 2.0主机测试所采用的测试设备测试中出现的问题本次测试将主要验证产品上两个USB高速主机接口的眼图。
对于USB2.0物理层的眼图测试,USB IF在USB2.0 SPEC中有着明确的眼图,模板定义如图2所示。
F1: DUT_USB2.0功能框图F2: 传输信号波形模版关于USB高速主机眼图测试的测试方法,USB IF在USB2.0 SPEC中也有清晰的定义,USB2.0主机控制器必须支持规定的测试模式。
关于频闪光源取代常亮光源的实验实验背景:LED光源有寿命长,容易设计成各种结构和形状,光的波长和亮度容易选择和控制等优点, 所以LED光源成为机器视觉的主要光源. 但机器视觉在使用光源上又有其独特的要求,否则不容易得到理想的拍摄效果:1.需要高亮度光源.主要有2个方面的原因,一是提高性噪比,光源亮度越高,环境亮度对拍摄影响越小,例如利用路灯拍摄和闪光灯拍摄的区别.另外一点,光源亮度越高,相机曝光时间越短,可以节约拍摄时间。
同时,还可以减少镜头光圈。
减少镜头光圈的好处是,相机的拍摄景深增加,也就是增加了垂直高度的拍摄清晰范围.2.需要稳定的亮度.虽然机器视觉软件都可以在亮度和对比度上进行自调整,以消除或减少亮度变化的影响, 但这种后处理的能力也是有限的,这是造成测试结果不稳定的一个主要因素. 简单地将,光源不稳定, 拍摄的图片先天不足,后天努力只有一定程度的改善。
LED灯的亮度与其电流是基本正比的,电流越大,亮度越高. LED灯的使用寿命比较长,但这是在额定电流范围内才有的效果.如果为了增加LED亮度,强行超过额定电流,LED灯的亮度很快衰减,寿命很快降低,或是直接烧掉.另外,LED的一个特点是,发热大。
据有关实验显示,LED光源每增加1摄氏度,亮度将衰减1%,而且这种衰减是持续的。
这就说明,如果没有很好的控制机制,LED 的光源温度会持续增加,亮度会持续下降。
为了满足机器视觉对光源的要求,同时克服LED的一些问题,人们在实验中发现了LED的的一个特点:利用大电流瞬间点亮的方式(不超过10ms),可以将LED的亮度提高的正常亮度的10倍以上,这种方式, 不会造成寿命减少,不会造成光衰,理论上讲,用这种方式使用的LED,其寿命是无限的!而且因为瞬间点亮,产生的热量会通过相关散热结构散除,不会造成温度累计,这样就保证正常稳定的工作温度和环境。
基于以上背景,频闪光源取代常亮光源具有以下优势:1、频闪光源极大提高光源亮度,从而减少曝光时间与镜头光圈,使图像拍摄效果更好。
USB2.0—HOST/SYSTEM测试方案参考资料:1.USB Spec2.02.Intel ICH4 USB Electrical Test Method(APAC Lab Workshop Q1/2002 ) 3.USBIF Full and Low Speed Compliance Test Procedure Rev。
1.0rc2 4.USBIF High-speed Electrical Test Toolkit Setup Instruction Rev.1.01 5.USBIF Host High-speed Electrical Test Procedure Rev.1.06.Tektronix USB2。
0 Compliance Test Fixture7.Tektronix USB Measurements Package说明:1.本测试方案适用于USB2。
0 HOST/SYSTEM级测试,包括主板;2.进行USB测试,所使用的连接电缆线规格:信号线:28 AWG;电源线:22或24AWG;本测试全部采用此种规格电缆线测试。
目录:一、信号质量测试1.高速信号质量测试2.全速信号质量测试3.低速信号质量测试二、Drop、Droop测试1.Drop测试2.Droop测试三、TDR测试一、信号质量测试1.高速信号质量测试1.1目的验证高速传输时,信号的质量;1.2标准通过高速传输眼图测试;1.3器材示波器:Tek 7404(加载软件:Tek USB2.0 Test Package);差分探头:Tek P7330×1个;夹具:Tek USB2。
0 Test Fixture(SQIDD板);测试软件:USBHSET.EXE (从USBIF网站下载、升级);USB电缆线:1米×1根;1.4步骤(1)连接如下,差分探头与夹具暂不连接:(2)设置夹具上开关S6在Init位置,通电;(3)被测设备(Host Under Test)预安装要求:•安装Win2000操作系统;•安装芯片组、ICH4驱动程序;•安装测试软件USBHSET.EXE;(4)设置示波器:•按示波器面板按键“default setup”,将示波器置于出厂设置;•进入菜单File--—Run Application,运行程序USB2。
图解USB2.0和USB3.0接口通用串行总线(英文:Universal Serial Bus,简称USB)是计算机、数码设备互连的一种串口通信标准。
理论上USB1.1的传输速度可以达到12Mbps,而USB2.0则可以达到速度480Mbps,并且可以向下兼容USB1.1。
USB3.0的理论速度为5.0Gb/s,其实只能达到理论值的50%,那也是接近于USB2.0的10倍了。
现在数码产品与电脑之间数据、图片的传递一般都使用USB接口来传输。
USB接口类型较多,很多普通用户分不清。
我们常常会遇到与usb有关的问题:比如家里和公司都需要有usb线给手机充电,但是手机只配了一根线,如何再选购一根合适的usb充电线呢。
又或者会遇到:数码相机的usb线找不到了,手机不是也是usb线吗,怎么往数码相机的usb接口上面插时塞不进去呢等烦恼。
这里配合图片让大家能够比较直观的看懂:先介绍下最常见的USB2.0型系列接口:USB2.0A型接口、B型接口、mini-usb接口、micro-usb 接口,根据接口式样分为公口和母口左侧这个为母口,右侧为公口USB2.0A型接口:USB2.0A型接口(左侧4个为母口,右侧这一个为公口)USB2.0B型接口:也常常用到,但是大家可能不是太注意它的应用:打印机USB2.0B型口主要用于与打印机通信在数码相机、手机上面有两种常见的USB接口:mini-USB接口和micro-USB接口。
Mini-USB2.0接口Mini-USB2.0接口的应用Micro-USB:有逐步取代Mini-USB的趋势,前几年usb接口大都是mini模式的,现在基本上都是Micro模式了,micro要比mini更小巧。
micro-USB2.0左为Micro USB2.0接口Micro USB2.0口应用USB3.0接口:分为A型接口、B型接口、MIcro-B型接口USB3.0A型接口USB3.0内部的线缆结构:所有的USB3.0的接口都是蓝色的,这也是区别USB3.0跟usb2.0的一个标志。
串行数据物理层一致性测试系列之三——快速进行USB2.0的一致性测试与分析李海龙 美国力科公司北京代表处摘要:USB2.0已成为连接计算机与外部设备最流行的工业标准,确保产品能通过USB-IF组织规定的USB2.0一致性测试验证则是电子工程师非常关注的工作,本文介绍了力科公司的QualiPHY软件如何帮助工程师快速进行USB2.0产品一致性测试。
关键词:力科示波器 USB2.0 一致性测试 QualiPHY 软件自动化1、U SB2.0简介通用串行总线USB是一种计算机外设连接规范,由PC行业的多家领导厂商联合制定,其中英特尔公司和微软公司占主导地位。
USB规范推出以来历经1.0和1.1版本,目前已发展到2.0版本,速度也有最初的1.5Mbps提升到480Mbps。
由于其速度比标准串口快4千多倍,支持多个设备的同时连接,而且具有真正的“即插即用”特性,因此一推向市场就受到了设备厂家的普遍青睐,如今已经被计算机、存储设备、游戏机、多媒体数字家电等数字产品广泛使用。
USB2.0是一种4线串行系统,包括VBus,D-,D+和地线,D-和D+是数据传输线,VBus和地线传输5V电压。
按照功能的不同,USB2.0产品可分为主机(Host)、设备(Device)和集线器(Hub)三大类。
还可以根据供电方式的不同将USB2.0设备分为总线供电(从主机汲取电流)和自供电两种方式。
为了适应不同类型应用对数据传输速度的要求,USB2.0定义了三种速率级别,分别是:数据速率上升时间低速 Low Speed 1.5Mb/s 75ns -- 300ns全速 Full Speed 12Mb/s 4ns -- 20nsps 高速 High Speed 480Mb/s 500典型的USB低速设备包括电脑鼠标、键盘,游戏机操控杆;而常见的全速设备包括电话、音频设备、传输压缩视频数据的设备。
市面上大部分USB2.0都属于高速设备,包括数码相机、移动硬盘等。