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基于通信类终端的嵌入式USB2.0 主机的测试

2022-01-15 15:34分类:电子元器件 阅读:

 

  一 序言

  在快速串行通信技术性这般广泛运用的今日,简易实用的USB称得上是PC服务平台上最顺利的I/O技术性,覆盖率基本上100%。并且伴随着终端产品针对快速USB机器设备使用要求的持续提升,愈来愈多的内嵌式通讯类终端设备逐渐增多了USB2.0服务器插口的制定以符合用户的使用要求。完善的应用技术由PC服务平台转为内嵌式网站的早已成为了一种发展趋势。为了更好地达到USB2.0一致性运用的要求,全部的USB2.0设计方案都需要达到USB IF公布的USB2.0物理层一致性检测规定。相对性于较为完善的PC服务平台USB2.0 服务器检测技术来讲,根据通讯类终端设备的内嵌式USB2.0 服务器的检测遭遇越来越多的挑戰。尤其是开展二次开发的运用生产商来讲,怎样达到USB2.0物理层一致性检测规定非常大水平上必须原装在测试模式及其检测wpe封包层面给予大量的适用。但运用要求的多样性致使了很多设计方案构架摆脱了原装的测试状态机操纵范围,难题接踵而至。

  二 内嵌式USB2.0服务器检测

  1 商品USB一部分基本原理及接口测试

  商品USB操纵基本原理

  USB操纵服务器选用某大中型通信类计划方案服务提供商的IAD解决方法,片内集成化一个USB2.0控制板,随后根据一个USB HUB无线中继对外开放给予2个快速服务器插口。

  检测设备:

  


  

  DUT_USB2.0作用框架图

  2 检测中产生的难题

  此次检测将关键认证商品上2个USB快速服务器插口的眼图。针对USB2.0物理层的眼图检测,USB IF在USB2.0 SPEC中具有清晰的眼图模版界定以下:

  

眼图模板定义

  Transmit Waveform. Template

  有关USB快速服务器眼图检测的测试标准,USB IF在USB2.0 SPEC中也有清楚的界定,USB2.0服务器控制板务必适用要求的测试模式。针对眼图的检测则务必适用TEST Packet测试模式,持续推送标准的检测码率以测量眼图模版,升高上升幅度,传送颤动及其其它的一些AC指标值。换句话说检测是根据原装针对测试模式的兼容并给予对应的Firmware。提前准备检测前技术工程师和原装沟通交流后顺利取得了检测Firmware和检测指令。原装给予的测试标准是在通电运行以后进到 CFE方式随后免费下载和运转检测专用型Image,那样就可以应用TEST_Packet指令开展眼图的检测了。检测联接图例以下:

  

测试连接图

  检测联接图

  一切看上去全是那样的顺利,可是在我们根据串口通信开展TEST Packet指令下达以后在2个服务器插口却看不见数据信号波型发生。由于是第一次开展内嵌式USB的检测,因此针对发生的情况是沒有任何的工作经验能够参照和参考的。从串口通信信息内容看来是表明指令下达取得成功的,那难题究竟出在什么地方呢?仅有从数据信号流入一步一步地搜索了。技术工程师最先检测了USB HUB与CPU中间的UpSTream插口,发觉有相对的讯号波型发生。换句话说USB服务器控制板早已实行了TEST Packet指令并推送了检测码率,难题发生在了USB Hub这儿,它并沒有向2个Down Stream Facing Port分享码率。并且原装给予的指令也很怪异,依据有PC电脑主板检测工作经验的技术员的建议,针对HUB的检测应当必须特定测试端口才对。而在检测指令中大家并沒有见到对应的命令而仅有简洁明了的TEST Packet指令。在咨询了原装专业技术人员后难题拥有回答:

  (1)原先大家采取的计划方案只适用一个USB 服务器插口,因此 在上面只集成化一个USB 服务器 CONtroller,检测指令也是根据服务器控制板种类的。而人们的板级运用是运用了一个USB Hub与服务器 Controller无线中继来完成多端口号运用的拓展,没办法开展Hub Down Stream Facing Port的检测。

  (2)而且原装的检测是在CFE方式下根据免费下载运作特殊的检测程序来实现检测,在这个环节,并沒有完成USB Hub的复位及其配备字的实际操作,换句话说USB Hub不是控制的没法进到测试模式的设置。大家的多USB服务器端口号的运用设计方案促使系统架构图中添加了USB Hub开展无线中继,早已超过了原装设计方案的USB测试状态机操纵范围,造成了不能根据原装给予的检测指令开展检测。再度和原装服务支持探讨新的检测程序的研发从時间说看来早已不具体了,顾客特别关注并规定大家一定尽早给到USB 服务器的检测报告。第一次开展内嵌式USB 服务器检测就碰到这般难缠的难题,技术工程师们一时间无计可施。是否有此外的办法呢?

  3 问题分析处理

  在和顾客这方面的专业技术工程师剖析和探讨以后,大家拥有一个十分合理的解决方法,自然还需用真实的检测来认证。USB技术专业测试工程师都了解,USB IF对于USB一致性检测给予了一个专用型检测工具 (USB-IF HS Electrical TEST Tool)以便捷开发人员开展相应的USB检测。但这一专用工具只有运作在PC服务器上,而人们的嵌入式操作系统实际上也是根据对应的最底层指令来建立这一专用工具有关的检测作用。从检测拓扑结构看来,大家现在的现象关键取决于内嵌式操纵服务器没法完成对USB Hub的调节和测试模式设置。从自动控制系统的方面而言,无论是内嵌式操纵服务器或是PC服务器都完成的是USB服务器控制板的功效,换句话说我们可以应用PC服务器取代内嵌式操纵服务器,在一台配有USB-IF HS Electrical TEST Tool的PC上对商品板级USB Hub开展Down Stream Facing Port的TEST Packet检测了。自然,大家第一步要断掉内嵌式操纵服务器与USB Hub中间的Up Stream Facing Port并aj23与PC服务器的USB接口联接。由于检测单扳自身给予5V供电系统,因此 大家只必须飞出去D /D-/GND三线就可以。进行后的图例以下:

  

控制工具设置界面

  USB Hub Up Stream Port飞曲线图

  大家采用了一台配有USB-IF HS Electrical TEST Tool的ThinkPad R51做为操纵服务平台,在依照里面的图例开展检测联接并将商品通电以后我们在检测工具中挑选了Hub类检测并看到了板级的USB Hub。大家早已基本完成了以前有关自动控制系统的构想,图例以下:

  

控制工具设置界面

  操纵专用工具设定页面

  在图例中的Port Control栏中挑选TEST Packet指令,在对应的Port栏中选取人们必须检测的端口号如1,数字示波器上产生了大家盼望已久的讯号波型(以下)。依照Lecroy数字示波器USB2.0测试工具中的Step by Step,数字示波器迅速就完成了检测并輸出了数据分析报告。有专业性的分析工具便是不一样,大家依据检测报告中的重要数据测试,提升了咱们的电路原理促使服务器插口的讯号更为理想化(图例以下,文中中不对剖析內容开展进行)。

  

优化调整后的USB-主机眼图 www.elecfans.com

  提升调节后的USB-服务器眼图

  三 检测汇总

  本次内嵌式USB2.0服务器插口眼图的检测到此算得上圆满完成了,再次回望一下咱们的检测全过程,深有感触。可以说由于是第一次开展USB快速服务器插口的检测,早期的准备工作并没有很充足。但恰好是有这种猝不及防的难题,使我们能够更为深层次的掌握和剖析USB技术性的机理和测试标准,有很多的感受和经历和各位一起共享:

  细心和进一步的讲解设备的标准是大家顺利开展检测的根基和根据,比如本次的USB2.0 SPEC。全部的制定和检测全是根据标准进行的,仅有讲解了标准,才可以确保了解USB2.0的內部构架和情况控制设备,才可以确保检测的顺利开展。

  真真正正了解自动控制系统,本次测验的重点在于技术工程师最先了解的USB2.0 SPEC的与此同时胆大开展了操纵服务器的假设取代。用归一化的办法来思考大家的自动控制系统及其层次化系统功能方面是人们开展检测设计方案革新的确保。

  一套真真正正技术专业好用的剖析机器设备和专用工具十分重要,本次采用的英国力科(Lecory)的数字示波器和USB2.0分析手机软件针对大家高效率的剖析数据信号和精确的精准定位十分重要。拥有技术专业仪器设备生产商的支撑才可以保证设备的开发周期和品质。

  自然,USB服务器数据信号品质的检测不仅是眼图一部分,USB IF有关USB2.0一致性检测标准也有许多的测试报告必须进行。并且针对内嵌式USB检测来讲,会面对越来越多的挑戰,期待这篇文章能够给到从业内嵌式USB软件开发测试的技术工程师一些策略和参考。

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