USB测试方案.docx

1、USB测试方案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.1.0rc24 USBIF High-speed Electrical Test Toolkit Setup Instruction Rev.1.015 USBIF Host High-speed Electrical Test Procedure Rev

2、.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

3、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 P73301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USB

4、HSET.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USB2.0 Test Package； 选择“High Speed”，选中“Eye Diagram”；在“Device ID”中输入被测设备的编号（系统自动生成的报告将以此命名）；点击“Config”，选择tier1，Down Stream，Near End，设置差分探头所在的通道； 点击图标，示波器进行自动设置，进入等待触发状态；(5) 设置被测设备： 进入Win2000，运行USBHSET.EXE，选中“HostCont

5、roller/System”，点击“Test”，进入测试界面； 点击“Enumerate Bus”，程序将列举所连接的高速USB设备； 选中设备，由下拉菜单设置Port Control为“TEST PACKET”； 将差分探头的正、负极与夹具上D+、D-相对应连接； 点击“EXECUTE”，程序将控制USB EHCI控制器，产生高速时测试包；(6) 示波器采样到准确信号后，点击“OK”，完成信号测试，检查测试结果；(7) 进入TDSUSB2 USB2.0 Test Package菜单Utilities，选择“PlugFest Specific”格式（此为通用的USB报告形式）和所希望的路径，点

6、击“Generate”，系统将自动生成报告；(8) 依次将被测设备的不同USB端口通过1米电缆线与夹具相连，测量每一个端口的信号；1.5 说明1 ：测试项通过测试； ：测试项不能通过测试； ： 测试结果在限定的条件（waiver limits）内通过。 2参考图： 2 全速信号质量测试2.1 目的验证全速传输时，信号的质量；2.2 标准通过全速传输眼图测试；2.3 器材示波器：Tek 7404（加载软件：Tek USB2.0 Test Package）；探头：Tek P62452个；夹具：Tek USB2.0 Test Fixture（SQIDD板）；测试软件：USBHSET.EXE (从US

7、BIF网站下载、升级) ；USB电缆线：5米1根；TCA-BNC转接器2个；2.4 步骤(1) 连接如下，探头分别连接夹具上D+/GND和D-/GND：(2) 设置夹具上开关S6在Init位置，通电；(3) 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USB2.0 Test Package； 选择“Full Speed”，选中“Eye Diagram”；在“Device ID”中输入被测设备的编号（系统自动生成的报告将以此命名）；点击“Config”，选择tier6，Down Stream，Ne

8、ar End，设置连接D+/GND、D-/GND探头所在的通道； 点击图标，示波器进行自动设置，进入等待触发状态；(4) 重启被测设备，示波器采样到准确信号后，点击“OK”，完成信号测试，检查测试结果；(5) 进入TDSUSB2 USB2.0 Test Package菜单Utilities，选择“PlugFest Specific”格式（此为通用的USB报告形式）和所希望的路径，点击“Generate”，系统将自动生成报告；(6) 依次将被测设备的不同USB端口通过5米电缆线与夹具相连，测量每一个端口的信号；2.5 说明1 ：测试项通过测试； ：测试项不能通过测试； ： 测试结果在限定的条件（

9、waiver limits）内通过。 2参考图： 3 低速信号质量测试3.1 目的验证低速传输时，信号的质量；3.2 标准通过低速传输眼图测试；3.3 器材示波器：Tek 7404（加载软件：Tek USB2.0 Test Package）；探头：Tek P62452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；TCA-BNC转接器2个；3.4 步骤(1) 连接如下，探头分别连接夹具上D+/GND和D-/GND：(2) 设置夹具上开关S6在Init位置，通电；(3) 设置示波

10、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USB2.0 Test Package； 选择“Low Speed”，选中“Eye Diagram”；在“Device ID”中输入被测设备的编号（系统自动生成的报告将以此命名）；点击“Config”，选择tier1，Down Stream，Near End，设置连接D+/GND、D-/GND探头所在的通道； 点击图标，示波器进行自动设置，进入等待触发状态；(4) 重启被测设备，示波器采样到准确信号后，点击“OK”，完成信号测试，检查测试结果；(5) 进入TD

11、SUSB2 USB2.0 Test Packag菜单Utilities，选择“PlugFest Specific”格式（此为通用的USB报告形式）和所希望的路径，点击“Generate”，系统将自动生成报告；(6) 依次将被测设备的不同USB端口通过1米电缆线与夹具相连，测量每一个端口的信号；3.5 说明1 ：测试项通过测试； ：测试项不能通过测试； ： 测试结果在限定的条件（waiver limits）内通过。 2参考图： 二、 Drop、Droop测试1. Drop测试1.1 目的验证每个USB端口的Vbus直流输出电压在没有负载和全负载情况下是否满足要求；1.2 标准4.75VVnl/V

12、loaded5.25V, Vdrop4.4V, Vdroop330mV;2.3 器材示波器：Tek7404/7104;探头：P6245*2个；夹具：Tek USB2.0 Test Fixture（Droop test load板，500mA负载板，Adjacent trigger & droop test板）；100mA droop board*1个(可选)；500mA负载*（USB端口数-1）个；USB电缆线1米*USB端口数；2.4 步骤(1) 连接图如下：(2) 将测试系统、夹具、负载共地；(3) 系统进入Win2000；(4) 将夹具的Droop test load板与USB端口1相连

13、，此板提供2Hz交换式动态100mA负载开关，产生热插拔信号；也可以通过制作100mA droop board，替代夹具实现此项测试;(5) 将夹具的Adjacent trigger&droop test板一端与USB端口2相连，另一端通过1米电缆线与500mA负载相连;(6) 将其他所有USB端口与500mA负载相连；(7) 将夹具开关S6在Init位置，通电；(8) 设置示波器水平时基为25us/div;(9) 将探头与夹具的Droop test load板OSC/GND相连，设置为2V/div, 并用该通道信号上升沿触发，触发电平在23V左右，测试热插拔信号；(10) 将另一探头与夹具的

14、Adjacent trigger&droop test板Vbus/GND相连，设置为1V/div，测试此端口电压信号Vbus；用光标测量Vbus的最高与最低值之差，此即为此端口的衰落电压Vdroop;(11) 将夹具的Adjacent trigger&droop test板一端依次分别与端口3，4N相连，另一端通过1米电缆线与500mA负载相连; 将其他USB端口与500mA负载相连(端口1除外)；测量由于端口1热插拔引起USB端口3，4N的Vbus和Vdroop;(12) 将夹具的Droop test load板依次分别与USB端口2，3N相连，重复以上步骤，测量由于端口2，3N热插拔，引起

15、的其他端口的Vbus和Vdroop;(13) 记录测试结果；触发信号 Vdroop(mV)PORT1PORT2PORTNPORT1PORT2PORTN2.5 说明(1) 100mA droop board制作，通过开关产生热插拔信号：(2) 500mA负载：(3) 被测端口Vdroop=Vbus(相邻端口100mA负载开路)-Vbus(相邻端口加载100mA负载)；(4) 参考图：三、 TDR测试1. 目的验证从USB端口到控制器IC内部（包括封装）链路的阻抗连续性。2. 标准终端阻抗Termination Impedance : 80ohm=ZHSTERM=100ohm;通路阻抗Throug

16、h Impedance: 70ohm=ZHSTHRU=110ohm;3. 器材TDR采样示波器；采样探头；50ohm SMA电缆*2根；夹具：Tek USB2.0 Test Fixture（HOST TDR板）；测试软件：USBHSET.EXE (从USBIF网站下载、升级) ；数字万用表；4. 步骤(1) 连接如图，SMA电缆线接头与夹具暂不连接：(2) 将夹具通电，设置开关S6在TEST位置；(3) 被测系统在Win2000下运行测试软件USBHSET.EXE，选中HostController/System，点击“Test”，进入测试界面；由下拉菜单设置Port Control为“Test

17、_SE0_NAK”模式；点击“EXECUTE”执行；(4) 设置TDR采样示波器如下： 校准； 按面板按键“Utility”，点击“Initialize”，初始化TDR采样器； 按面板按键“Trigger”，点击“Source”，设置触发为“internal clock”; 按面板按键“Waveform”，点击“Sampling Head Fncs”，选择“Diff TDR preset”，设置为差分模式测量； 将纵轴单位设置为阻抗欧姆； 按面板按键“waveform”，点击“Acquire Desc”，设置选项“Average N”为“ON”，选项“Ser AvgN”为8； 按面板“Auto

18、set”键; Deskew用来测量的两个通道； 设置deltra，以使用通道1，2为例，filter(mainframe1-mainframe2, 4eex-10) ,enter desc;(5) 用万用表测量夹具HOST TDR板的D+和GND、D-和GND之间的直流偏压，如果小于10mV，将SMA电缆与板上D+, D-接头相连，采样头差分信号的正、负与夹具上D+、D-对应，测量链路的阻抗波形；如果大于10mV，则不能将SMA电缆与夹具相连，否则，会损坏TDR测试仪；(6) 将测试连接链路与波形相对应验证阻抗是否满足要求。对于USB A型连接器，验证从USB接口为参考点后的810ns后的阻抗ZHSTERM是否符合规范；从USB接口为参考点前500ps到后8ns，ZHSTHRU是否符合规范；(7) 将夹具依次分别和所有USB端口相连，测量每个端口的链路阻抗；5. 说明(1) 警告： 测试前必须带好静电手环，否则，会损坏TDR测试仪； 在将采样探头与夹具连接前，务必先用万用表测量夹具HOST TDR板的D+和GND、D-和GND之间的直流偏压，确保小于10mV，否则，会损坏TDR测试仪；(2) 参考图：