USB2.0-HOST/SYSTEM测试方案
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目 录
参考资料：
1． USB Spec2.0
2． 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.1.0 6． Tektronix USB2.0 Compliance Test Fixture 7． 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
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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
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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
“HostController/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“Plug－Fest 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；
(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；
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目 录
： 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 P6245×2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：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：
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(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，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TDSUSB2 USB2.0 Test Package菜单Utilities，选择“Plug－Fest 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；
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：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：
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 P6245×2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：
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(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“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TDSUSB2 USB2.0 Test Packag菜单Utilities，选择“Plug－Fest 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；
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：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：
1.
二、 Drop、Droop测试 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
4.75V 负载：500mA负载×USB端口数； USB电缆线：1米×USB端口数； 数字万用表； 夹具：Tek USB2.0 Test Fixture（500mA负载板）； 1.4 步骤 (1) 将测试系统、夹具、负载共地； (2) 系统进入Win2000； (3) 在未接负载情况下，用万用表测量每个端口的Vbus电压，记录此电压为相应端口的Vnl，如port1：Vnl，port2：Vnl； (4) 同时将所有端口连接负载，如图所示，用万用表测量每个端口的Vbus电压，记录此电压为相应端口的Vloaded，如port1：Vloaded， .9 目 录 port2：Vloaded； (5) 根据Vdrop＝Vnl－Vloaded，计算各端口的Vdrop； (6) 记录测试结果： POR PORT2 … PORTN T1 Vnl(V) Vloaded(V) Vdrop(mV) 1.5 说明 (1) Vdrop＝Vnl－Vloaded， Vnl：USB端口开路，没有负载时的Vbus电压； Vloaded：USB端口接入负载时的Vbus电压； 必须将USB端口同时接入所有负载进行测量； (2) Tek TDSUSBF 夹具共提供了4个500/100mA的负载，使用时，将开关S1, S2, S3, S4设置为500mA处，开关S6在Init位置，通电； .10 目 录 根据需要制作500mA负载： 2. Droop测试 2.1 目的 验证由于设备热插拔引起的压降Vdroop是否在规范内，确保其他设备不会因为热插拔而工作不正常； 2.2 标准 Vbus>4.4V, Vdroop<330mV; 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： .11 目 录 (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，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2~3V左右，测试热插拔信号； (10) 将另一探头与夹具的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3，4…N相连，另一端通过1米电缆线与500mA负载相连; 将其 .12 目 录 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3，4…N的Vbus和Vdroop; (12) 将夹具的Droop test load板依次分别与USB端口2，3…N相连，重复以上步骤，测量由于端口2，3…N热插拔，引起的其他端口的Vbus和Vdroop; (13) 记录测试结果； POR触发信号PORT2 … PORTN Vdroop(mV) T1 ——PORT1 —— ———PORT2 — ———… — ———PORTN 2.5 说明 (1) 100mA droop board制作，通过开关产生热插拔信号： —— (2) 500mA负载： .13 目 录 (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Through 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 .14 目 录 (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_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 Fnc’s”， 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“Autoset”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， .15 目 录 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8~10ns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： .16 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容