Granite River Labs, GRL
Jimmy Lin 林致均
USB-IF는 2022년 6월 8일 USB4 전기 인증 테스트 사양 버전 1.03을 출시했습니다. USB4 전기 인증 테스트 사양 버전 1.0과 가장 큰 차이점은 테스트 항목인 USB4 리시버 신호 주파수 Variation Training Test의 두 에디션의 보정 방법과 테스트 방법이 변경되었습니다. 이 아티클에서는 두 에디션의 차이점을 살펴보겠습니다.
USB4 리시버 신호 주파수 변형 트레이닝 테스트는 주로 제품의 수신단이 여전히 연결 상태를 유지할 수 있는지, SSC(Spread Spectrum Clock)의 변화로 신호를 수신할 때 오류가 발생하지 않는지 여부를 측정하는 것이며, USB 인증 시험 사양에 따라 비트 오류율이 1E-6 미만이어야 테스트를 통과할 수 있습니다.
버전 1.03에서 USB4 리시버 신호 주파수 변동 훈련 테스트에서 수신기가 수신한 테스트 신호는 리타이머의 작동 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 것입니다. 아래의 그림 1을 참조하십시오. 초기 Re-timer가 작동하면 그림의 빨간색 영역과 같이 먼저 Local clock을 사용하여 데이터를 전송합니다. 이때 Frequency Variation은 + 또는 + 사이에서 유지되어야 합니다. 마이너스 300ppm. 그런 다음 리타이머는 복구된 클록을 사용하여 데이터를 전송하도록 전환하기 시작합니다. 전환 프로세스는 그림의 녹색 영역에 표시됩니다. 그러면 Re-timer는 그림의 파란색 영역과 같이 안정적인 작동 단계에 들어갑니다.
그림 1: 리타이머 주파수 변동의 변경 다이어그램(출처: USB4 버전 1.0, 2021년 5월)
표1: 트랜스미터 주파수 변동 제한(출처: USB4 버전 1.0, 2021년 5월)
다음 장에서는 두 버전의 테스트 방법의 차이점을 소개합니다.
인증 테스트 사양 1.0 – 테스트 접근 방식
테스트 사양 버전 1.0에서 USB4 리시버 신호 주파수 Variation Training Test의 테스트 환경은 리시버 Rx BER Test TP3의 테스트 환경과 동일합니다.
그림 2: 리시버 Rx BER 테스트 TP3 테스트 환경 다이어그램(출처: USB4(Universal Serial Bus 4) Router Assembly Electrical Compliance Test Specification Revision 1.0, 2020년 6월)
테스트 방법은 리시버 Rx BER Test Case 2를 사용하여 PJ 1MHz에서 설정을 확인하고 BERT에서 SSC를 생성하는 모듈을 끄는 것입니다. PJ의 주파수를 0.4MHz로 변경하고, USB4 Gen2에 사용되는 Jitter 크기는 22.4UI, USB4 Gen3에 사용되는 Jitter는 44.8UI로 변경하고 나머지 설정은 그대로 두어 환경 설정이 완료됩니다. 그런 다음 ETT(Electrical Test Tool)를 사용하여 BER 테스트를 수행하고 테스트 시간은 10초이며 테스트 후 BER이 1E-6 미만인지 기록합니다. 이 테스트 항목은 USB4 Type-C 포트의 2개 Lane이 지원하는 속도로 실행되어야 합니다.
인증 테스트 사양 1.03 – 테스트 방법
테스트 사양 버전 1.03에서는 USB4 리시버 신호 주파수 Variation Training Test를 Case1과 Case2의 환경에서 테스트해야 합니다. Calibration 부분에서 해당 Case를 활성화하여 PJ 100MHz 설정을 확인하고 사용하는 Pattern을 PRBS15로 변경합니다. 원래 SSC 모듈을 끄고 시계 스위치 전용 SSC 모듈을 사용하고 그림 2 및 그림 3과 같이 매개변수를 설정합니다. 그림에 표시된 매개변수는 Rounded Speed 10G & 20G), Legacy Speed (10.3123G 및 20.625G)는 이 테스트에 사용되지 않습니다.
그림 3: Case1 SSC 모듈 설정 매개변수(출처: USB4(Universal Serial Bus 4) Router Assembly Electrical Compliance Test Specification Revision 1.03, June 8 2022 )
그림 4: Case2 SSC 모듈 설정 매개변수(출처: USB4(Universal Serial Bus 4) Router Assembly Electrical Compliance Test Specification Revision 1.03, 2022년 6월 8일)
테스트 모드의 일부에서 위에서 설정한 환경을 열고 먼저 Clock Switch 전용 SSC 모듈을 끕니다. BER 테스트를 위해 ETT를 실행합니다. 테스트를 시작하기 전에 "to turn on clk-switch over the Generator" 창이 뜨는데 확인 버튼을 누른 후 Clock Switch용 SSC 모듈을 켜고 테스트를 진행합니다. 테스트 시간도 10초로 하고, 테스트 후 BER이 1E-6 미만인지 기록한다. 이 사양 버전의 테스트도 USB4 Type-C 포트의 2개 레인이 지원하는 속도로 수행해야 하며, 이 테스트를 20회 반복해야 하며, Error가 가장 많이 발생한 결과를 결과. 하지만 최근 인텔이 개발한 스트림라인에서는 테스트 시간을 고려해 테스트 횟수를 5회로 줄였습니다.
표 2: 다른 CTS에서 주파수 변동 테스트 비교
결론
오늘날 노트북 컴퓨터의 설계상 CPU와 커넥터 사이의 거리가 길어 신호 전달 감쇠가 발생하기 때문에 이를 개선하기 위해 회로에 리타이머를 추가하는 방법을 많이 사용하기 때문에 또한 설계를 더 탄력있게 만들 수 있습니다. 따라서 Re-timer 검증은 더욱 중요하며, USB4 Receiver Signal Frequency Variation Training Test의 테스트 방법이 버전 1.0에서 버전 1.03으로 발전하여 검증 프로세스도 실제 Re-time 동작에 더 일치하게 되었습니다. GRL은 USB 인증 테스트 경험이 풍부하고 최신 테스트 방법에 따라 고객을 위해 USB4 인증 테스트를 수행할 수 있으며 소비자를 위해 제품 품질을 엄격하게 관리합니다.
Reference
- Universal Serial Bus 4 (USB4) Router Assembly Electrical Compliance Test Specification Revision 1.03, June 2022
- Universal Serial Bus 4 (USB4) Router Assembly Electrical Compliance Test Specification Revision 1.0, June 2020
- Universal Serial Bus 4 (USB4) Specification Version 1.0, May 2021
Author
GRL 대만 엔지니어, Jimmy Lin
현재 GRL Thunderbolt 3/4 및 USB4 인증 테스트 엔지니어는 고주파수 테스트 경험이 4년이고 Thunderbolt, USB 테스트 사양 및 원리에 정통하여 고객이 테스트 문제를 해결하고 인증을 받을 수 있도록 지원합니다.
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2022/11/08 AN-221108-TW
