USB4及TBT4技術的推出為高速數(shù)據傳輸、視頻信號傳輸以及電源管理帶來了革命性的進步。隨著USB4及TBT4技術的普及,對高速、長距離數(shù)據傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L。USB4及TBT4支持高達40Gbps的傳輸速率,但在長距離傳輸中,信號衰減和完整性成為主要挑戰(zhàn)。為了解決這一問題,USB4及TBT4 LRD(Linear Re-driver)有源銅纜被廣泛采用,cable可以從1米拓展到3米,為了確保LRD有源銅纜的性能和兼容性,USB4及TBT4 LRD cable生產測試成為不可或缺的環(huán)節(jié)。
在選擇TBT4及USB4 LRD有源銅纜生產測試設備之前,我們要了解這passive和LDR cable兩者之間的異同,
特性 | USB4 Passive Cable | USB4 LRD Cable |
傳輸距離 | 最長0.8米(Gen3)/1米(Gen2) | 最長2米甚至更長 |
是否包含主動元件 | 否 | 是(Re-driver) |
eMarker聲明 | Passive Cable | Passive Cable(兼容性聲明) |
功耗 | 極低 | 最大1.5W(Vconn供電) |
測試要求 | 較簡單 | 更復雜,需驗證性能優(yōu)于被動線纜 |
應用場景 | 短距離連接 | 長距離、高性能需求 |
成本 | 較低 | 較高 |
支持協(xié)議 | USB4、USB 3.2、USB 2.0 | USB4、USB 3.2、TBT3/4 |
在對比表格當中,LRD cable所涵蓋的能容比passive cable會更豐富一些,由于其含有了主動芯片功耗更大,高速信號測試要求會更多一些。
相對而言,不論是USB4 passive還是LRD cable都包含兩大測試項目作為產測內容,一個是功能測試,另一個是高速通道信號質量測量。當然還會有一些類似環(huán)境適應性、EMC之類的測試,這些耗費時間太長不可能作為產測的內容。
功能測試主要包括eMarker、電源管理、協(xié)議兼容性等測試,eMarker可以獲取線纜的最大電流、電壓等級、數(shù)據傳輸能力、支持協(xié)議、線纜長度、制造商及產品ID相關信息,當然在USB4的規(guī)范里也有規(guī)定相關eMarker的靜態(tài)及動態(tài)功耗等特點。

由于USB4線纜的主要設計目標是支持高速數(shù)據傳輸(如40 Gbps),因此電氣特性測試的重點是信號完整性、插入損耗、串擾等高頻特性。雖然USB4線纜支持電源傳輸,但電源傳輸?shù)男阅苤饕稍O備端的電源管理模塊控制,線纜的DC電阻對整體性能的影響相對較小。
早些年需要測量的DC電阻(如壓降)可以通過其他測試(如VBUS/GND壓降測試)間接評估,不需要單獨進行DC電阻測量,即使一定要測量也有專門的線序和電阻測量設備而不與高速測量設備混搭。而USB4 LRD有源銅纜是帶有Redriver芯片的,用之前傳統(tǒng)線序測試儀和電阻測量設備是無法獲得正確結果的。同時USB協(xié)會針對USB4有源線纜還增加了功耗的標準規(guī)格,那么有源線纜的功耗測量也變得必不可少了。
對于USB4或TBT4 cable高速通道信號質量的測量,基于USB協(xié)會的標準都會從插損、回損、串擾、阻抗等方面對passive cable進行測試來評估其性能。USB4 LRD有源銅纜由于Redriver芯片的引入,帶來了更多的不確定因素,可能出現(xiàn)S參數(shù)相關的內容pass到了實際顯示中會出現(xiàn)零星閃點的現(xiàn)象。這源于Redriver是模擬芯片,無法像Retimer那樣將數(shù)據恢復,單純的信號放大會讓抖動和噪音同時放大。因此在LRD有源銅纜測量中引入了眼圖相關參數(shù)的測量,眼圖的測量模擬了更多實際信號的傳輸設置,例如Host端的0-15 preset, device端0到-9db的CTLE和DFE,一般都是使用高帶寬實時示波器測量USB4 GEN3 20Gbps每通道的信號,高帶寬實時示波器基于昂貴成本考量用于產測也是不現(xiàn)實的。
綜上功能及信號質量的測試要求,對USB4及TBT4 LRD cable的產測帶來了極大的挑戰(zhàn),唐領科技基于種種測試要求的考量推出了CCBT20A消費類傳輸線生產測試儀盡最大努力滿足USB4及TBT4 LRD cable的生產測試,將所有的測試項模塊化,要一項加一項。

在功能測試方面,CCBT20A滿足客戶eMarker功能的參數(shù)比對,LRD cable功耗測量,線位確定性測量及USB2.0的傳輸性能測量等重要功能。


在信號品質測量上,CCBT20A在眼圖、IL及協(xié)議合規(guī)性上也下了很大的功夫。CCBT20A通過Tune test功能校準合適不同長度及Redriver設置的最佳符合規(guī)范的Preset及CTLE組合,用于同款產品的測試。

模擬Host端發(fā)出的信號通過LRD cable后進行快速眼圖疊加掃描獲得眼高、眼寬、RJ、DJ及上升下降時間等參數(shù),同時比對USB4 spec里的TP3模板,了解LRD cable的眼圖余量。

CCBT20A從功能和高速信號傳輸品質上全方位的評估USB4及TBT4 LRD cable的測量,一根LRD cable的測試在10s左右即可完成。這些測試方法和結果,有通過業(yè)內大型cable制造商的比對和驗證,測試結果是完全可以接受的,同時Preset、CTLE及眼圖的測量結果和高帶寬實時示波器比對后,有很高的匹配度。
為了滿足客戶更多的測試需求,CCBT20A也加入了多頻點差分IL測量功能比對規(guī)范IL曲線,進一步滿足客戶對多個重要頻點損耗余量的了解。

對于信號品質測試的追求,CCBT20A仍然在繼續(xù)加強中,未來會加入更多的測試項來匹配USB4規(guī)范的要求。生產的易用性及數(shù)據分析管理,CCBT20A也有相應的生產模式及數(shù)據庫接口方便廣大線纜廠商減少誤操作提高產品品質。
CCBT20A除了在USB4及TBT4 LRD cable測試上可以作為一個產測備選工具,也可以協(xié)助passive cable廠商做快速良品篩選,HDMI、DP、QSFP cable的品質檢測也可以通過Lincese變更升級集成在這臺CCBT20A測試儀來進行測量。更多的定制測量需求,也可以聯(lián)系我們進行深度的合作開發(fā)。