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應用解決方案

USB

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USB 鏈路層和協(xié)議層測試解決方案

USB鏈路層一致性測試

USB鏈路層簡介

超高速鏈路層是由兩個端口的邏輯和物理連接。所連接的端口被稱為鏈路合作伙伴。鏈路層定義了一個端口的邏輯部分和鏈路雙方之間的通信。
鏈路層包含以下三個部件：
鏈路層可用于：
同時鏈路層可用于：



USB鏈路層測試

根據(jù)USB鏈路層的特性，USB-IF提出了針對鏈路層的測試方案，用于測試。
其中包含physical layer 的六個測試，以及Link layer上的42個測試



Universal Serial Bus 3.1
Link Layer Test Specification

USB鏈路層測試儀器

由于測試項目較多，需要針對測試不斷調整待測設備的狀態(tài)，以及對設備的響應進行判斷。這種測試對測試員來說，手動測試無疑是噩夢。
力科公司的VoyagerUSB兼容套件允許開發(fā)者驗證設備是否符合USB3.2鏈接層規(guī)范。Voyager平臺和USB合規(guī)套件軟件是USB-IF批準的鏈路驗證系統(tǒng)(LVS)，用于對USB3.1(Gen1和Gen2)鏈路層測試規(guī)范（2019年7月）的一致性測試。 Voyager系統(tǒng)提供了全面的鏈路層測試覆蓋范圍，可以驗證設備是否正確地實現(xiàn)了鏈路訓練、鏈路恢復、電源管理等鏈路層行為（第7章）。該平臺還解決了幾個PHY層測試用例（第6章），以驗證在USB3.2鏈接層合規(guī)規(guī)范中也定義的LFPS和SKIP行為。作為一個交鑰匙測試解決方案，它會自動驗證USB-IF的鏈接層測試規(guī)范所要求的每個單獨的合規(guī)點。鏈接層合規(guī)性套件包括100%覆蓋USB-IF的USB3.1鏈接層測試規(guī)范。

 該USB3.1合規(guī)性測試套件可通過力科公司的Voyager M310E、 M4x、M310P、M310、M3x USB協(xié)議分析儀對待測物進行測試結果的分析以及問題注入，并且內置自動化腳本，可一鍵完成所有的測試。

USB協(xié)議層debug過程

USB協(xié)議層簡介

協(xié)議層管理設備與其主機之間的端到端數(shù)據(jù)流。這一層建立在鏈路層保證頭數(shù)據(jù)包交付的假設之上，并且這一層根據(jù)傳輸類型增加了其他數(shù)據(jù)包的端到端可靠性。
對于USB3.2，協(xié)議層負責以下功能：

數(shù)據(jù)包類型

數(shù)據(jù)包類型包括以下四種：

數(shù)據(jù)包格式

對主機和設備發(fā)送的數(shù)據(jù)包的預期響應

四種USB定義的傳輸類型：

支持針對批量傳輸類型的流

USB協(xié)議層debug

為了在USB協(xié)議層對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行觀察，就需要對數(shù)據(jù)包進行捕獲。目前主要有軟件捕獲和硬件捕獲兩種方式。

軟件捕獲：

這種方式是通過對主機的xHCI控制器進行數(shù)據(jù)捕獲。

優(yōu)點：

無需額外的設備即可了解USB的數(shù)據(jù)包情況

缺點：

1、軟件捕獲有丟包的風險
2、win10操作系統(tǒng)下存在使下游HUB失效的風險
3、被測主機負責抓包，無法分開管理數(shù)據(jù)包

硬件抓包（USB協(xié)議分析儀）：

這種方式通過外置在USB通信路徑上的硬件采集數(shù)據(jù)包

優(yōu)點： 

1、捕獲靈活，獨立的存儲可以保證將所有數(shù)據(jù)包捕獲
2、不影響設備/HUB/主機之間的通信，主機的USB控制器不會失效。
3、可以將被測主機和數(shù)據(jù)捕獲主機分離，兼容更多類型的主機設備

缺點：

硬件設備的額外成本
在有一定經濟能力的情況下，使用USB協(xié)議分析儀抓包可以更好地對USB進行debug。

USB協(xié)議分析儀

USB協(xié)議分析儀是通過外接硬件捕捉數(shù)據(jù)包結果，并回傳至USB協(xié)議分析軟件進行分析。其中，力科作為USB協(xié)議分析的一大實力廠商，其USB協(xié)議分析儀受到眾多用戶的肯定。

無與倫比的精度：

具有行業(yè)最高保真度探頭設計，并在以全USB4Gen3x2(40Gb/s總)速度或USB3.2Gen2x2(20Gb/s總)速度測試設備時提供無與倫比的可靠性。只需在線放置在主機和集線器之間，它將非侵入性地記錄所有USBType-C信號

分析軟件：

旅行者利用了傳奇的CATC跟蹤——行業(yè)事實上的標準顯示，并在一個視圖中顯示所有標記和交錯的數(shù)據(jù)包。來自邏輯USB3.2/USB4和側帶通道的流量可以單獨過濾、搜索或導出從跟蹤。傳輸級別可以擴展和折疊，以顯示邏輯層，包括所有有序集和控制數(shù)據(jù)包

錯誤檢測：

可以檢測和標記真正的USB3.2、USB4和PD協(xié)議錯誤。在較底層，訓練序列、SCR內容和CRC錯誤被自動驗證和標記。配置包定時檢查與許多USB4邏輯層定時要求。對PD和USB3.2協(xié)議有多次檢查，包括占用保留字段、無效的幀大小和可糾正的位錯誤。

協(xié)議解碼：

記錄并顯示所有邏輯鏈路子狀態(tài)，包括SLOS1/SLOS2、TS1、TS2和傾斜有序集。解析寬帶寄存器以自動將協(xié)議分配給hopid。注冊讀取請求/響應事務已完全解碼。
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