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USB3.0:点燃2011消费电子新热情

作者:  时间:2011-03-28 18:20  来源:电子产品世界

  市场前景

  当年,USB2.0从推出到彻底占领市场仅用了4年的时间,可谓迅猛之极;现在USB3.0如果按照2009年开始进入市场算起,今年已经是第三个年头了,虽然诸多问题限制其扩张的速度,但在2011年的前景依然光明。

  经历了2009年初入市场的试水之后,USB3.02010年开始快速增长,据统计,2010USB3.0的芯片出货量接近2009年的3倍。市场调查机构In-Stat去年底发布报告称,USB 3.0接口的普及因为缺乏芯片组的原生支持而没能在2010年达到预期水平,但是前景依然是光明的,预计四年后就会达到现在的12倍。In-Stat提供的数据显示,2010年全球USB 3.0接口设备出货量接近1400万,低于业界预计,但是到2014年的时候将猛增超过17亿,基本完成普及。In-Stat首席分析师Brian O'Rourke评论说:“2009年底USB 3.0设备开始小规模出货,2010年在笔记本、台式机、转接卡、内置和外置硬盘、U盘等领域的出货量明显增长。总体来说,USB 3.0正在逐渐铺开。大规模推广仍然受制于PC芯片组的集成支持,否则PC OEM厂商就可以免费提供USB 3.0,从而刺激其在PC周边、消费电子、移动设备中的普及。”在芯片出货量方面,IDC则估计2011USB3.0的芯片出货量有机会一举跃升至1亿颗。此外,Digitimes Research也预估,2009年到2015USB3.0出货量的年复合成长率将达89%2015年的出货量则将挑战23亿颗,商机上千亿元。

  作为由英特尔,以及惠普(HP)NEC(现在的瑞萨)NXP半导体以及德州仪器(Texas Instruments)等公司共同牵头开发的标准,林士元坦言,相较于其他现有的高速串行接口技术,USB 3.0 的传输速率高达5Gbps,可满足现今最为流行的大量数据传输或高清图像处理等应用。USB3.0是基于目前全世界接口普及(占有)率最高的USB而发展出来的,所以USB3.0在使用者的接受度上以及未来市场的普及率上,将会延续原来USB的基础上,而会更加地成长。

  测试难题

  由于传输速度提升10倍,传输链路增加1倍,因此,USB3.0的测试难度可想而知,传统的USB2.0的测试方案完全不能满足需要。而对于USB3.0的商用进程而言,测试其可靠性是所有USB3.0开发厂商共同面临的难题。

  美国力科公司万力劢介绍,在USB3.0的物理层测试中有以下难点需要全新的考量。

  难点1:完成全部TX测试项目需要多种测试码型,一些非USB3.0芯片开发人员很难让PUT发出特定的兼容性测试码型。

  在USB3.0规范中定义了多种兼容性测试码型(Compliance Pattern,简称CP),表2所示包括了CP0-CP8九种测试码型。在TX测量中,需要用到CP0/CP1/CP7/CP8四种码型:CP0用于眼图与抖动、共模电压测量;CP1用于SSC展频测量、随机抖动测量;CP7用于去加重测量;CP8用于差分电压幅度测量。

  对于板级研发的工程师,如果没有IC厂商提供的发包程序,很难让PUT发出不同的测试码型,而力科的USB3测试方案可以解决这个问题,如图4所示,PUT连接了USB3夹具,TX输出到示波器,RXPeRT的信号输出端相连。通常PUT在上电后会发送出CP0型,示波器通过USB电缆控制PERT,然后PeRT会发出1Ping.LFPS命令给PUTPUT接收到1Ping.LFPS后,输出的码型切换为CP1,示波器捕获到CP1型后,控制PERT又发送出1Ping.LFPS,则PUT的输出码型切换为CP2,即PUT每收到1Ping.LFPS就输出下一个CP(CP8的下一个码型为CP0),通过用示波器控制PERTPERT控制PUT发出不同的CP,即可完成所有TX测试项目。

  难点2:在接收机测试时,PUT很难进入环回模式(Loopback模式)

  在接收机测试中,需要通过Polling.LFPSRx.EQTS1TS2Loopback这一过程才能进入环回模式来测量接收机性能。在这个过程中接收机测试仪器(比如BERT)需要不断的和PUT进行“握手”(handshake),在链路层与PUT通信,使其一步一步地进入Loopback模式,这对一些接收机测试仪器是非常困难的,比如X公司的接收机测试仪器是传统BERT,不能与PUT进行“握手”,很难从Polling.LFPS逐步进入Loopback模式,而Y公司的接收机测试仪器为任意波形发生器,可以发送LFPS信令到PUT,但是无法从协议上识别PUT响应的信令,于是,很难逐步从Polling.LFPS进入到Loopback模式。如果未进入Loopback模式,通常使用人员会在信号源上编辑脚本,不断调整LFPSRx.EQTS1TS2之间的时间间隔,以期望调整后的信令能逐步使PUT进入环回模式,当测量新的USB3.0IC时,可能又要修改信号源输出脚本。我们称这种只发不收的方法为Blind handshake,即接收机测试仪盲目地发出信令与PUT“握手”,但是无法识别PUT响应的信令。

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