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주옥 온
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1 USB 3.0 리시버적합성테스트 애플리케이션노트

2 애플리케이션노트 목차 초록...3 소개...3 USB 3.0 장치및커넥터...4 USB 3.0 리시버테스트...5 스트레스아이보정...6 장비설정...6 스트레스아이보정방법...6 스트레스아이보정방법...7 스트레스아이레시피성분... 7 패턴발생기설정...8 데이터패턴...9 디엠퍼시스...10 SSC( 스프레드스펙트럼클록킹 )...11 분석기설정...12 CTLE( 연속선형이퀄라이저 ) 함수...13 JTF( 지터전송함수 )...14 지터허용오차테스트...14 장비설정...15 리시버루프백...15 비동기 BER 테스트...16 허용오차마스크...17 결론

3 USB 3.0 리시버적합성테스트 초록 SuperSpeed USB(USB 3.0) 가이전세대 USB 만큼보편화될것같다. 하지만 USB 2.0 에비해 10 배이상빨라진 5Gb/s 에서더욱까다로운물리계층테스트와리시버의 BER( 비트오류율 ) 테스트가필요하게되었다. 이논문은텍트로닉스 BERTScope 제품군을사용한다양한예와함께리시버적합성테스트의요구사항을살펴본다. 소개 USB(Universal Serial Bus) 는아마도오늘날가장잘알려진컴퓨터주변기기인터페이스일것이다. USB 는모바일통신장치, 외장 FLASH 드라이브, 디지털카메라와같은다양한전자제품을컴퓨터에연결해주는현대일상생활의유비쿼터스이다. 모든직렬버스표준과마찬가지로, 더빠른데이터전송속도와더효율적인전력소비에대한요구가증가하면서이에대응하는방향으로발전하고있다. 예를들어, USB 외장스토리지장치의용량이테라바이트단위에이르고있으며, 풀해상도디지털사진이나영화한편과같은큰파일을호스트컴퓨터에더빠르게전송하기를원하는소비자의기대가상승하고있다. 이러한요구에대응하기위해최근버전인 USB 3.0(SuperSpeed USB) 이설계되었다. USB 3.0i 의규격 i 은 2008 년 11 월 17 일완성되었으며공급업체들은새표준과호환되는제품을소개하기위해준비하고있다. USB 2.0 으로부터향상된점은다음과같다. 빠른데이터속도 (5Gb/s, USB 2.0 의경우 480MB/s). 이는 USB 3.0 리시버테스트에많은영향을미치는데, 데이터속도가높을수록 USB 2.0 에비해물리계층에더많은부담이가해지고적합성테스트는더욱까다로워지기때문이다. 예를들어, 이제는리시버테스트에서 BER( 비트오류율 ) 테스트를수행해야한다. 필요할때더많은전력을공급하고필요하지않을때더많은전력을절감한다. 전이중데이터전송 (USB 2.0 의경우반이중 ) 새로운커넥터와케이블을사용하며 USB 2.0 과역호환성을지원한다. USB 3.0 표준의높은성능으로인해다음절에설명된것과같이리시버테스트가추가되는것을포함하여테스트요구사항에커다란변화가나타났다. 3

애플리케이션노트 USB 3.0 규격에정의된커넥터에는네가지유형이있다. 표준 A 커넥터는호스트에연결된다. 또한 PC 에있는 USB 포트이면서유비쿼터스 USB 메모리스틱의커넥터유형이기때문에소비자에게가장익숙한종류의커넥터이다. 표준 B 커넥터는프린터와같은대형고정식 USB 주변기기와외장하드드라이브에일반적으로사용된다.

4 애플리케이션노트 USB 3.0 규격에정의된커넥터에는네가지유형이있다. 표준 A 커넥터는호스트에연결된다. 또한 PC 에있는 USB 포트이면서유비쿼터스 USB 메모리스틱의커넥터유형이기때문에소비자에게가장익숙한종류의커넥터이다. 표준 B 커넥터는프린터와같은대형고정식 USB 주변기기와외장하드드라이브에일반적으로사용된다. 이커넥터는주변기기와 PC 를연결하는 USB 케이블의반대쪽에있는것이보통이다. 파워 B 커넥터는표준 B 와같은규격이지만전원및접지를위한추가핀이있다. 그림 1. 표준 A 및표준 B USB 커넥터는 PC 와같은 USB 호스트를 USB 케이블을통해프린터등의디바이스에연결한다. USB 3.0 장치및커넥터 USB 3.0 장치는호스트와디바이스, 두종류로제작된다. 호스트는 USB 컨트롤러가상주하는곳이다 ( 예 : PC). 여기에는 CPU, 버스, 운영체제가포함된다. 디바이스는메모리스틱, 외장디스크드라이브, 프린터, 디지털카메라, 휴대폰 /PDA 와같은 USB 허브또는주변기기이다. 마이크로커넥터는디지털카메라와같은작은주변기기에사용된다. 케이블 ( 플러그 ) 의 SuperSpeed B 측커넥터는 USB 2.0 B 소켓과호환되지않지만, A 측은완벽히호환된다. 따라서 USB 3.0 디바이스를 USB 2.0 호스트에꽂을수있다. 모든 USB 3.0 소켓은 USB 2.0 과 3.0 플러그를지원하므로 USB 2.0 케이블및디바이스를 USB 3.0 호스트에서사용할수있다. 표준 A 및표준 B 커넥터는리시버적합성테스트에사용된다. 리시버테스트요구사항은호스트와디바이스모두동일하지만, 다음과같이테스트에필요한어댑터와케이블이다르다. 4

USB 3.0 리시버적합성테스트 그림 2. 스트레스아이보정의 1, 2 단계는 2.1 절에서다룬다. 지터허용오차테스트의 3~5 단계는 2.2 절에서다룬다. 모든단계는 3 절의예제에서살펴본다. USB 3.0 리시버테스트 USB 3.0 의리시버테스트는다른고속직렬버스리시버적합성테스트와유사하지만, 일반적으로두단계로나뉜다.

5 USB 3.0 리시버적합성테스트 그림 2. 스트레스아이보정의 1, 2 단계는 2.1 절에서다룬다. 지터허용오차테스트의 3~5 단계는 2.2 절에서다룬다. 모든단계는 3 절의예제에서살펴본다. USB 3.0 리시버테스트 USB 3.0 의리시버테스트는다른고속직렬버스리시버적합성테스트와유사하지만, 일반적으로두단계로나뉜다. 스트레스아이보정은리시버를테스트하기위해최악의신호상태를만드는절차를가리키는업계용어이다. 이최악의신호는지터를추가하여수평으로손상되는동시에배포시리시버가볼수있는최저진폭을설정하여수직으로손상되는것이일반적이다. 스트레스아이보정은테스트픽스쳐, 케이블또는기기가변경될경우반드시수행해야한다. 지터허용오차에서는보정된스트레스아이를입력으로사용한다음증가하는주파수의추가 SJ( 정현파지터 ) 를적용하여리시버를테스트한다. 이렇게적용된 SJ 는리시버내의클록복구회로를실행하여테스트하는리시버가최악의신호상태를사용하는동시에해당클록복구도명시적으로테스트된다. 적용된 SJ 의크기와빈도는표준에명시된템플릿을따른다. 이지터허용오차템플릿은클록복구 PLL 의대역폭을지원한다. 클록복구가이정현파지터를추적하기때문에루프대역폭내에서적용된많은양의 SJ 가허용되지만, 루프대역폭을초과할경우의지터는추적되지않고다운스트림리시버회로에영향을미치기때문에적은양만허용될수있다. 5

대신, 신호가어댑터및케이블을통해분석기로다시루프백된다. DUT 를테스트루프에배치할경우 DUT 입력과가까워지도록신호를보정하는것이목적이다.

6 애플리케이션노트 그림 3. 호스트 ( 위 ) 및디바이스 ( 아래 ) 의스트레스아이보정설정 스트레스아이보정 스트레스아이보정에서는호환픽스쳐와채널로테스트장비를설치한다음지터와같이다양한종류의적용된스트레스를반복적으로측정및조정해야한다. 이보정단계는 DUT 없이수행하며, 호환테스트픽스쳐및채널을이용하여테스트장비에서생성된특정데이터패턴으로수행한다. 장비설정 스트레스아이보정설정은호스트및디바이스에대한그림 2 에나와있다. DUT 는스트레스아이보정에필요하지않지만, 그림 3 에서는테스트중 DUT 를배치할수있는위치를보여주고있다. 대신, 신호가어댑터및케이블을통해분석기로다시루프백된다. DUT 를테스트루프에배치할경우 DUT 입력과가까워지도록신호를보정하는것이목적이다. 여기서주목해야할것은둘사이에기준케이블의극이바뀌었지만, 호스트테스트의경우 표준 A 유형커넥터가호스트 DUT 에연결되었고표준 B 유형커넥터는디바이스 DUT 의어댑터에연결되었다는것이다. 호스트와디바이스의테스트픽스쳐는다르며, 예제와같이생성된신호를계측기로다시루프백하려면여러개의어댑터가필요할수있다. 분석기에대한연결품질은가능한한높아야한다. 테스트기기는다양한유형의스트레스를추가하는기능을이용한패턴생성, 그리고지터, 아이측정과같은신호분석, 이두가지기능을수행할수있어야한다. 6

각각다른어댑터와기준채널의세트를사용하기때문에호스트와디바이스는다른스트레스아이보정을갖게된다. 완료시에는장비설정이변경된경우에만보정된아이의설정을재사용할수있으며재보정을해야한다. 그림 4 와같이, 스트레스아이레시피에는세가지 " 요소 " 가있다. 각스트레스성분은표시된순서대로보정해야한다. 1.

7 USB 3.0 리시버적합성테스트 그림 4. 이그림은그림 2 의전반적흐름도중스트레스아이보정 (2 단계 ) 을보여준다. 스트레스아이보정방법스트레스아이레시피성분 이절에서는스트레스아이레시피및그달성방법을다룬다. 스트레스아이를보정하기위해서는세가지손상보정, 즉, RJ( 임의지터 ), SJ( 정현파지터 ), 아이높이가필요하다. 각각은그림 2 의흐름도와같이패턴발생기와분석기에특정설정이필요하다. 이절에서는스트레스성분, 패턴발생기설정및분석기설정을살펴본다. 스트레스아이보정은케이블, 어댑터및계측기세트당한번씩수행해야한다. 각각다른어댑터와기준채널의세트를사용하기때문에호스트와디바이스는다른스트레스아이보정을갖게된다. 완료시에는장비설정이변경된경우에만보정된아이의설정을재사용할수있으며재보정을해야한다. 그림 4 와같이, 스트레스아이레시피에는세가지 " 요소 " 가있다. 각스트레스성분은표시된순서대로보정해야한다. 1. RJ( 임의지터 ) 정의 : RJ 는데이터패턴과상관없는무한지터이다. 즉, 사용된데이터패턴과상관없이측정이동일해야함을의미한다. 무한이기때문에지터가측정심도와함께커지며, 측정 BER 또는파형의수를기준으로측정이깊어질수록피크 - 피크 RJ 측정이커진다. 조정방법 : 적절한 RJ 의양을얻으려면패턴생성기가주입된 RJ 의양을조정할수있어야한다. 측정방법 : 대부분의분석기 ( 즉, BERT 및오실로스코프 ) 는자동 RJ 측정을제공한다. 7

애플리케이션노트 그림 5. 스트레스아이보정에사용되는패턴생성기설정 ( 데이터패턴, 디엠퍼시스수준, SSC( 스프레드스펙트럼클로킹 ) 포함 ) SJ( 정현파지터 ) 정의 : SJ 는특성상주기적인유한지터이지만, 우연의일치에의해 SJ 주파수가패턴반복주파수의배수인경우를제외하고, 일반적으로는데이터패턴과상관이없기때문에 RJ 와마찬가지로데이터패턴과상관없이측정이동일하다.

8 애플리케이션노트 그림 5. 스트레스아이보정에사용되는패턴생성기설정 ( 데이터패턴, 디엠퍼시스수준, SSC( 스프레드스펙트럼클로킹 ) 포함 ) SJ( 정현파지터 ) 정의 : SJ 는특성상주기적인유한지터이지만, 우연의일치에의해 SJ 주파수가패턴반복주파수의배수인경우를제외하고, 일반적으로는데이터패턴과상관이없기때문에 RJ 와마찬가지로데이터패턴과상관없이측정이동일하다. SJ 는 RJ 와달리, 유한이기때문에측정심도에따라증가하지않는다. 조정방법 : RJ 와마찬가지로, 원하는양을얻으려면패턴생성기가주입된 SJ 의양을조정할수있어야한다. 주입된 SJ 는특정주파수이어야하며진폭을조정할수있어야한다. USB 3,0 지터허용오차마스크 ( 오른쪽위 ) 의모든 SJ 주파수와진폭은보정해야한다. 측정방법 : USB 3.0 적합성테스트절차에서는주입된 SJ 에서진폭이 0 인신호와주입된 SJ 의원하는크기사이의 TJ( 총지터 ) 간차이를계산하여 SJ 의크기를측정하도록지정하고있다. TJ 측정은대부분의오실로스코프에있다. 아이높이 정의 : 아이높이는단위시간의중심의아이열림이며측정깊이가수반된다 ( 이경우 10 6 파형 ). 아이높이는신호의 DDJ( 데이터의존성지터 ) 크기의영향을받기때문에데이터패턴에따라다르다. 아이높이규격은호스트 (180mV) 와디바이스 (145mV) 간다르다. 조정방법 : 아이높이는패턴생성기의출력진폭을통해조정한다. 측정방법 : 아이높이는오실로스코프에서측정할수있으며 10 6 파형요구사항을충족해야한다. 패턴발생기설정 지금까지 " 무엇 " 을보정해야하는가를살펴보았고, 이제다음과같은보장의각단계에대한패턴생성기의추가요구사항에대해논의하고자한다. 1. 사용할데이터패턴 2. 디엠퍼시스의크기 3. SSC( 스프레드스펙트럼클록킹 ) 의활성화여부 8

9 USB 3.0 리시버적합성테스트 적합성패턴 값 비트시퀀스설명 CP0 스크램블된 D0.0 8b/10b 인코딩 PRBS-16 CP1 D 반복 (Nyquist 주파수 ) CP2 D 반복 (Nyquist 주파수 / 2) CP3 K 을반복하며, 8b/10b 시스템에서가장길고짧은실행을 CP4 LFPS 나타내는다섯개의 1과 0 및단일비트시퀀스의실행이포함된다. 낮은주파수의주기적신호 (LFPS에대한자세한내용은표준참조 ) CP5 K 반복 ( 디엠퍼시스와함께사용 ) CP6 K 반복 ( 디엠퍼시스없이사용 ) CP7 50 ~ 250개의 1 및 0 50 ~ 250개의 1을반복한후 50 ~ 250개의 0이나옴 ( 디엠퍼시스와함께사용하기위함 ) CP8 50 ~ 250개의 1 및 0 50 ~ 250개의 1을반복한후 50 ~ 250개의 0이나옴 ( 디엠퍼시스없이사용하기위함 ) 표 1. USB 3.0 적합성패턴 ( 출처 : 표준의표 6 ~7) 데이터패턴 스트레스아이보정레시피에나열된데이터패턴은 CP0 과 CP1, 두가지이다. 모든 USB 3.0 적합성패턴을참조할수있도록표 1 에나열되어있다. CP0 은 8b/10b 인코딩된 PRBS-16 데이터패턴이다 (D0.0 문자를 USB 3.0 트랜스미터의스크램블링및인코딩에적용한결과 ). 8b/10b 인코딩후가장긴 1 또는 0 의실행길이는 5 비트이며, 이것은 PRBS-16 패턴의가장긴실행길이인 16 비트에서줄어든것이다. CP3( 표 1 참조 ) 는동일한비트의가장짧은 ( 단일비트 ) 및가장긴시퀀스모두가포함되어있다는점에서 8b/10b 인코딩 PRBS-16 과유사한패턴이다. CP1 은 RJ 보정에사용되는클록패턴이다. 많은계측기들이 RJ 측정을위해임의및결정적지터분리의 dual-dirac 방법을구현한다. 클록패턴을사용하면특히킨패턴에서 DDJ( 데이터의존성지터 ) 를 RJ 로보고하는 dual-dirac 방법의결점중하나를피할수있다. 클록패턴을사용함으로써, ISI( 심볼간간섭 ) 의결과인 DDJ 가지터측정에서제거되어더욱정확한 RJ 측정이가능하다 클록패턴인 CP2 패턴도 RJ 측정에사용할수있다. 9

애플리케이션노트 그림 6. PRBS-7 데이터패턴을사용하여디엠퍼시스의영향을보여주는파형및아이다이어그램의예 디엠퍼시스 그림 3 및그림 6 에나와있는것과같이, 패턴발생기 ( 트랜스미터 ) 와분석기 ( 리시버 ) 사이에손실채널 ( 즉, USB 3.0 기준채널및케이블 ) 이있다. 이로인해수직과수평모두에아이닫힘의형태로주파수종속적손실이나타난다.

10 애플리케이션노트 그림 6. PRBS-7 데이터패턴을사용하여디엠퍼시스의영향을보여주는파형및아이다이어그램의예 디엠퍼시스 그림 3 및그림 6 에나와있는것과같이, 패턴발생기 ( 트랜스미터 ) 와분석기 ( 리시버 ) 사이에손실채널 ( 즉, USB 3.0 기준채널및케이블 ) 이있다. 이로인해수직과수평모두에아이닫힘의형태로주파수종속적손실이나타난다. 이러한손실을줄이려면트랜스미터디엠퍼시스를사용하여신호의고주파수성분을증폭함으로써수신된아이가 이상의 BER 에서의작동링크에충분해야한다. 그림 6: 1. 신호측정을위한일반적인설치가나와있으며트랜스미터와리시버사이에손실채널이있다. USB 3.0 기준채널, 기준케이블및어댑터는손실채널을구성하는성분의예이다. 3. 디엠퍼시스를사용할경우전환비트는비전환비트에비해상대적으로더높은진폭을가지기때문에신호의높은주파수성분을효과적으로증폭한다. 4. 디엠퍼시스가없는신호가손실채널및케이블을통과한후에는 ISI( 심벌간간섭 ) 가발생하며디엠퍼시스가없는신호보다더많은아이닫힘이나타난다. 5. 디엠퍼시스가있는신호는완전히열린다. 그림과같이, 디엠퍼시스의크기는 ISI 및 DDJ 의크기에영향을미치기때문에리시버에서의아이열림에영향을미친다. 2. 디엠퍼시스가없을경우모든진폭은명목적으로동일하다. 10

11 USB 3.0 리시버적합성테스트 그림 7. 주파수스펙트럼에대한 SSC 의영향 ( 단일톤만표시 ) SSC( 스프레드스펙트럼클록킹 ) SSC( 스프레드스펙트럼클록킹 ) 는 EMI( 전자기간섭 ) 를줄이기위해동기식디지털시스템 (USB 3.0 포함 ) 에자주사용된다. 그림 7: 1. SSC 가없을경우디지털스트림의주파수스펙트럼은반송파주파수 (5Gb/s) 및고조파에서높은진폭의급격한피크를보이며미국 FCC( 연방통신위원회 ) 등의연방규제당국이제정한한도를초과할수있다. 2. 이문제를해결하기위해 SSC 를이용하여주파수스펙트럼의에너지를분산시켜 FCC 한도내에유지한다. 이사례에서는삼각형파형으로반송파주파수가변조된다. 리시버테스트에 " 분산되는 " 주파수의크기는 5000ppm (25MHz) 이며, 주파수변조주기는 33kHz, 즉, 삼각형파형의한주기인 30μs 이다. 3. SSC 를거치면주파수스펙트럼의에너지가분산되어 FCC 한도를위반하는주파수가없다. 11

12 애플리케이션노트 그림 8. CTLE( 연속선형이퀄라이저 ) 및 JTF( 지터전송함수 ) 를포함하여스트레스아이보정에사용되는분석기설정 분석기설정 지금까지다양한스트레스성분을보정할경우패턴생성기의요구사항과스트레스레시피성분을살펴보았다. 이절에서는지터및아이열림측정을수행할때 CTLE( 연속선형이퀄라이저 ) 와 JTF( 지터전송함수 ) 사용과관련된분석기의요구사항에대해살펴본다. 12

USB 3.0 리시버적합성테스트 그림 9. USB 3.0 규격의 CTLE 함수 CTLE( 연속선형이퀄라이저 ) 함수 리시버측이퀄라이제이션은트랜스미터디엠퍼시스이외에도기준채널이나케이블과같은요소의주파수종속적손실로인한 ISI 에의해손상된신호를향상시키는데사용된다. 이개념은신호처리방법을통해신호의높은주파수성분을증폭하는디엠퍼시스와동일하다.

13 USB 3.0 리시버적합성테스트 그림 9. USB 3.0 규격의 CTLE 함수 CTLE( 연속선형이퀄라이저 ) 함수 리시버측이퀄라이제이션은트랜스미터디엠퍼시스이외에도기준채널이나케이블과같은요소의주파수종속적손실로인한 ISI 에의해손상된신호를향상시키는데사용된다. 이개념은신호처리방법을통해신호의높은주파수성분을증폭하는디엠퍼시스와동일하다. 지터측정에 CTLE 에뮬레이션을사용하는경우 ISI 라는신호처리방법의영향을받는지터에주로영향을미친다. CTS 에따라 RJ 및 SJ 측정에 CTLE 가필요하더라도 RJ, SJ 와같은데이터패턴과상관없는지터성분은 CTLE 에뮬레이션의영향을받지않는다. 반면, ISI 가측정에관여하므로아이높이는직접적영향을받는다. 디바이스또는호스트의리시버이퀄라이제이션회로가구현마다특정적이지만, USB 3.0 표준은적합성테스트에 CTLE( 연속선형이퀄라이저 ) 를사용하도록지정하고있다 ( 그림 9). 이 CTLE 는적합성테스트측정을수행하기전에종종소프트웨어에뮬레이션의형태로 BERT 나오실로스코프와같은참조리시버로구현해야한다 ( 둘다트랜스미터테스트에대해, 이사례에서는리시버스트레스아이보정 ). 13

애플리케이션노트 그림 10. 골든 PLL 의 JTF( 출처 : USB 3.0 표준의그림 6-9) 그림 11. 스트레스아이보정이완료된후지터허용오차는최악의신호상태를이용하여리시버를테스트한다. JTF( 지터전송함수 ) 지터보정측정은그림 10 과같이호환되는 JTF( 지터전송함수 ) ( 파란선 ) 로클록복구골든 PLL 을사용하여수행해야한다.

14 애플리케이션노트 그림 10. 골든 PLL 의 JTF( 출처 : USB 3.0 표준의그림 6-9) 그림 11. 스트레스아이보정이완료된후지터허용오차는최악의신호상태를이용하여리시버를테스트한다. JTF( 지터전송함수 ) 지터보정측정은그림 10 과같이호환되는 JTF( 지터전송함수 ) ( 파란선 ) 로클록복구골든 PLL 을사용하여수행해야한다. JTF 는수신되는신호에서다운스트림분석기로얼만큼의지터가전송되는가를보여준다. 이경우 -3dB 차단은 4.9MHz 이다. 낮은 SJ 주파수에서 (JTF 의경사진부분및 PLL 루프응답이평평한부분 ) 복구된클록은데이터신호의지터를추적하므로클록에상대적인데이터의지터가 JTF 에따라감쇄된다. 높은 SJ 주파수에서는 (JTF 가평평해지고 PLL 루프응답의기울기가내려가는부분 ) 클록이 " 클린 " 클록이고수신되는데이터신호에서지터를추적하지않으므로신호에있는 SJ 가다운스트림분석기로전송된다. 스트레스아이보정중 SJ 를제외하고모든측정에서호환되는 JTF 를사용하도록지정되어있다. 지터허용오차테스트 스트레스아이가보정되면리시버테스트를시작할수있다. 소개에서언급한바와같이, USB 3.0 에는이전세대 2.0 과달리 BER 테스트가필요하다. 리시버테스트에지터허용오차테스트형태로의 BER( 비트오류율 ) 테스트만필요하다. 지터허용오차테스트는최악의입력신호상태 ( 앞절에서보정한스트레스아이 ) 를이용하여리시버를실행한다테스트신호에는스트레스아이이외에도 JTF 의 -3dB 차단주파수주변주파수에대응하는일련의 SJ 주파수및진폭을주입하면서오류탐지기가리시버에서실수또는비트오류를모니터링하고 BER 을계산한다. 지터허용오차는장비설정및리시버루프백모드 (DUT 의트랜스미터가수신한배트를재전송하는상태 ) 를살펴본후자세히다룬다. 14

오류탐지기에대한연결품질은가능한한높아야한다. 지터허용오차테스트의경우테스트장비가오류탐지를수행하고 BER을추적할수있어야한다. BERT나오실로스코프와같은기기는이기능을지원한다.

15 USB 3.0 리시버적합성테스트 그림 12. USB 3.0 리시버테스트설정 장비설정 리시버테스트에대한장비설정은스트레스아이보정의경우와유사하지만, 이경우는그림 12와같이 DUT를테스트루프에삽입한다. 호스트또는디바이스 DUT를그림과같이어댑터에연결한다. 신호를분석기로바로라우팅하는것이아니라, 패턴생성기의신호가 DUT의리시버로통과하여트랜스미터를통해 " 루프백 "(" 루프백 " 이라는용어의어원 ) 되어어댑터를통해오류탐지기로보내진다. 오류탐지기에대한연결품질은가능한한높아야한다. 지터허용오차테스트의경우테스트장비가오류탐지를수행하고 BER을추적할수있어야한다. BERT나오실로스코프와같은기기는이기능을지원한다. 리시버루프백 루프백은디바이스가수신한비트를트랜스미터를통해돌려보내는 USB 3.0 링크상태중하나이다. 리시버가실수를할경우오류의비트가트랜스미터를통해다운스트림분석기로보내져추적할수있게된다. 루프백을시작하려면패턴생성기와 DUT 사이에일련의핸드셰이크 1 를수행해야한다. 1 루프백시작에대한자세한설명은이논문의범위가아닙니다. 루프백시작핸드셰이크에필요한비트시퀀스에대한자세한내용과링크상태 다이어그램이나와있는 USB 3.0 규격을참조하십시오. 15

16 애플리케이션노트 그림 13. DUT 가루프백모드일때삽입된 SKP 를보여주는예제 비동기 BER 테스트 USB 3.0 은 8b/10b 인코딩시스템에일반적인 8b/10 인코딩을사용하며, 리시버와트랜스미터의클록주파수는약간다를수있다. 즉, 수신된데이터스트림의복구된클록이트랜스미터의클록주파수와정확히일치하지않을수있다. 리시버테스트의루프백모드에서이와같은주파수의불일치는 DUT 에문제를일으킬수있다. 즉, 비트를재발송할수있는속도보다더빠르게비트가들어오거나그반대의경우도가능할수있다. 주파수불일치를보상하기위해클록보상심벌을사용하며리시버에서트랜스미터를통과할때데이터스트림으로삽입하거나삭제한다. 예를들어, 복구된클록주파수가트랜스미터클록주파수보다작을경우 ( 느릴경우 ) 심벌을추가하며 ( 그림 13 참조 ), 그반대의경우도마찬가지이다. USB 3.0 은클록보상을위해 SKP 심벌을사용한다. 테스트장비는들어오는데이터스트림에서이와같이비결정적수의클록보상심벌을처리할수있어야하며, 이를일반적으로비동기 BER 테스트라고한다. 그림 14. USB 3.0 지터허용오차마스크. 마지막으로, USB 3.0 규격에는두가지유형의 BER 테스트루프백이있다. 첫번째는위의설명과같이수신된비트가분석기로재전송되어 BER 테스트를받는경우이다. 두번째는 DUT 에의존하여자체 BER 를추적하며이를정렬된세트라고하는특수심벌에임베드된비트로다시보고한다. 단, 두번째방법은최근적합성테스트규격에포함되어있지않다. 16

USB 3.0 리시버적합성테스트 허용오차마스크 스트레스아이를보정했다는것은 DUT 및장비로테스트할설정을마쳤고 DUT는루프백모드로전환된것이며 DUT의리시버를테스트할준비가되었다는것을의미한다. 지터허용오차테스트는특정 SJ 주파수에서다양한수준의 SJ 진폭을적용하여리시버를테스트한다.

17 USB 3.0 리시버적합성테스트 허용오차마스크 스트레스아이를보정했다는것은 DUT 및장비로테스트할설정을마쳤고 DUT는루프백모드로전환된것이며 DUT의리시버를테스트할준비가되었다는것을의미한다. 지터허용오차테스트는특정 SJ 주파수에서다양한수준의 SJ 진폭을적용하여리시버를테스트한다. 그림 14와같이, 낮은 SJ 주파수는리시버 CR의루프대역폭안에안전하게있어추적가능하므로높은 SJ 진폭을갖는경향이있다. SJ 주파수가루프대역폭에가까워지다루프대역폭을넘으면 JS 진폭이 1UI 미만의진폭에서평평해진다. 리시버루프대역폭위의지터는추적되지않으며리시버의결정회선으로보내진다. USB 3.0 CTS는허용오차곡선의각 SJ 점을 3x10 10 비트로테스트하도록규정하고있다. 임의의 SJ 테스트점에서하나의오류가감지되면 DUT가실패한다. 결론 USB 3.0 은오늘날 USB 2.0 과마찬가지로지배적인컴퓨터주변기기버스표준이될것이확실하다. 5Gb/s 의신호전송속도는 USB 2.0 보다 10 배이상빠르기때문에신호무결성의문제는 SuperSpeed USB 장치테스트에대해이전세대보다더높은기준을설정해야함을의미한다. 리시버테스트의경우테스트방식은보정된스트레스아이입력을사용하는지터허용오차에전적으로기초한다. 이애플리케이션노트에서는스트레스아이보정, 지터허용오차테스트및측정된장치마진을포함하여 USB 3.0 리시버테스트의모든측면을다루었다. BERTScope 제품군을사용하는 MOI 데모리시버테스트는 에서확인할수있다. 이 MOI 에서는 USB 3.0 자동화소프트웨어와다음장비의연계작동을통해몇번의버튼클릭만으로루프백시작을포함한테스트프로세스및리시버설정을보여준다. BERTScope USB Switch 디엠퍼시스프로세서 클록복구 BERTScope 은적합성테스트에직접적인솔루션을제공할뿐만아니라, 적합성테스트가실패할경우어려운엔지니어링문제를해결해주는유연성을제공한다. 17

18 텍트로닉스연락처 : ASEAN / 오스트레일리아 (65) 오스트리아 * 발칸, 이스라엘, 남아프리카및기타 ISE 국가 벨기에 * 브라질 +55 (11) 캐나다 1 (800) 중앙유럽및동유럽, 발트해연안국 중부유럽및그리스 덴마크 핀란드 프랑스 * 독일 * 홍콩 인도 이탈리아 * 일본 81 (3) 룩셈부르크 멕시코, 중남미및카리브해연안국 52 (55) 중동, 아시아및북아프리카 네덜란드 * 노르웨이 중국 폴란드 포르투갈 대한민국 러시아연방 +7 (495) 남아프리카공화국 스페인 * 스웨덴 * 스위스 * 대만 886 (2) 영국및아일랜드 * 미국 1 (800) 위유럽지역전화번호로연락이되지않을경우 사용 연락처목록업데이트 : 2011 년 2 월 10 일 추가정보텍트로닉스는첨단기술을다루는엔지니어들을지원하고자포괄적이며꾸준히확장되는애플리케이션노트, 기술보고서및기타리소스등의자료컬렉션을유지하고있습니다. Copyright 2011, Tektronix. All rights reserved. 텍트로닉스제품은발급되었거나출원중인미국및기타국가의특허로보호됩니다. 이문서에수록된정보는이전에발행된모든자료의내용에우선합니다. 텍트로닉스는사양과가격을변경할수있는권리를가집니다. TEKTRONIX, TEK 은 Tektronix, Inc. 의등록상표입니다. 이문서에인용된다른모든상표명은해당회사의서비스마크, 상표또는등록상표입니다. 04/11 EA 55W

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데이터 시트 AC 가변 스피드 드라이브 및 서보 모터 드라이브 DC 모터 드라이브용 정적 컨버터 UPS(연속 전원 공급기) SMPS(스위치 모드 전원 공급기) 전류 클램프 CL1200 CL1200 은 산업 및 고전력 환경용으로 설계된 AC 전류 클램 프입니다. 인체 공 전력 분석기 액세서리 PA4000 및 PA1000 출력 신호에 대한 낮은 소음 PA4000 전력 분석기에 간단하게 연결할 수 있는 텍트로 닉스 사용자 정의 케이블 어셈블리 포함 옵션으로 제공되는 PA4000 내부 변환기 공급기와 호환 (CT-1000-S 제외, 옵션으로 제공되는 외부 파워 서플라 이인 Keithley 모델 2220 주문 필요) 고정 코어 홀