USB2.0物理层的电信号
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USB2.0电气合规性测试 USB 2.0 Electrical Compliance Test Specification

2026-09-21 本文链接为:http://www.usbzh.com/article/detail-1807.html ,欢迎转载,转载请附上本文链接。

参考USB 2.0 Electrical Compliance Test Specification:https://www.usb.org/document-library/usb-20-electrical-compliance-test-specification

一、全文总览

该文档是 USB 2.0 电气合规规范 v1.08(2026年4月),覆盖:

  • 低速(LS)/全速(FS)电气合规
  • 高速(HS)电气合规
  • 合规判据(assertions,EL_xx)
  • 测试描述(test descriptions,第4章)

适用对象:USB 2.0 硅片、设备、Hub、Host。

文档分两大部分:

  1. 合规判据:必须满足的特性/行为列表,每条附规范来源与对应测试描述。
  2. 测试描述:测试的高层概述,不包含逐步操作步骤。

二、第2章:全速与低速电气合规

2.1 上行端口(UFP)测试

测试项 目的/意义 方法 指标范围
低速信号质量 验证 UFP 低速信号完整性 对每个 UFP 执行 按低速信号质量要求
全速信号质量 验证 UFP 全速信号完整性 对每个 UFP 执行 按全速信号质量要求
浪涌电流(Inrush) 验证自供电/电池供电 UFP 上电浪涌 仅自供电或电池供电 UFP 按规范浪涌限值
背电压(Back Voltage) 验证自供电/电池供电 UFP 背电压 仅自供电或电池供电 UFP 按规范背电压限值

注:多个 UFP 仅允许出现在使用 USB Type-C 连接器的产品上,且仅限 Type-C。

2.2 下行端口(DFP)测试

测试项 目的/意义 方法 指标范围
低速信号质量 验证 DFP 低速信号完整性 对每个 DFP 执行 按低速信号质量要求
全速信号质量 验证 DFP 全速信号完整性 对每个 DFP 执行 按全速信号质量要求
Drop/Droop 验证 DFP 供电跌落/下垂 对每个 DFP 执行 按规范 Drop/Droop 限值

三、第3章:高速电气合规判据(EL_xx)

3.1 通用

EL_1

  • 目的:确保具备高速能力设备支持其端口规定的测试模式。
  • 方法:检查是否支持规定测试模式。
  • 指标:必须支持。
  • 参考:USB 2.0 Spec 7.1.20。
    • Test_SE0_NAK:Test_SE0_NAK:根据指令,端口的收发器必须进入高速接收模式,并保持在该模式,直至执行退出操作。这可以测试输出阻抗、低电平输出电压和负载特性。此外,在此模式下,面向上游的端口(且仅面向上游的端口)必须在正常允许的设备响应时间内,对任何带有NAK握手的IN令牌包(仅当数据包CRC校验正确时)做出响应。这可以测试设备的静噪电平电路,并为基本功能测试提供通用的激励/响应测试。
    • Test_J:命令后端口收发器进入高速 J 态并保持,用于测试 D+ 线的高输出驱动电平。
    • Test_K:命令后端口收发器进入高速 K 态并保持,用于测试 D− 线的高输出驱动电平。
    • Test_Packet:命令后端口重复发送规定测试包直到退出,用于测试上升/下降时间、眼图、抖动及其他动态波形指标。
    • Test_Force_Enable:命令后仅下行 Hub 端口必须在无设备连接时也强制启用高速模式,且到达 Hub 上行端口的包必须在该测试模式端口上重复,用于测试 Hub 的断开检测——可通过轮询断开检测位并改变端口负载来测量断开检测阈值电压。

Test Mode Entry and Exit:上行端口通过设备标准请求 SetFeature(TEST_MODE)、下行端口通过 Hub 类请求 SetPortFeature(PORT_TEST) 进入测试模式,所有具备高速能力设备/Hub 必须支持(非高速设备可不支持),且必须在请求状态阶段完成后 3 ms 内完成切换;上行端口退出靠设备断电重启,下行端口退出靠复位 Hub。

3.2 发送(Transmitting)

EL_2

  • 目的:验证 HS 发送数据速率。
  • 方法:测量发送数据速率。
  • 指标:480 Mb/s ± 0.05%。
  • 参考:Spec 7.1.11;测试:4.1。
速率 指标
高速 480 Mb/s±0.05% (500 ppm).
全速 12.000 Mb/s ±0.25% (2,500 ppm).
低速 1.50 Mb/s ±1.5% (15,000 ppm).

PPM = Parts Per Million,即百万分之一,在这里表示相对误差

  • 标称速率:480 Mb/s
  • 允许误差:±500 ppm = ±0.05%
  • 允许范围:
    下限:480 × (1 − 0.0005) = 479.76 Mb/s
    上限:480 × (1 + 0.0005) = 480.24 Mb/s

EL_3

  • 目的:验证 DFP(每个 Hub 下行端口)在 TP2 满足 Template 1 变换波形。
  • 方法:在 TP2 测量。
  • 指标:Template 1 要求。
  • 参考:Spec 7.1.2.2、ECN “USB 2.0 DC Resistance”;测试:4.1.3。

111817989775

  • Template 1 要求:
    • tp2:用于HUB
    • tp3:用于设备(无连接线)
      112222219953

EL_4

  • 目的:验证无固定电缆设备的上行端口在 TP3 满足 Template 1。
  • 方法:在 TP3 测量。
  • 指标:Template 1 要求。
  • 参考:同上;测试:4.1.1。

EL_5

  • 目的:验证有固定电缆设备的上行端口在 TP2 满足 Template 2。
  • 方法:在 TP2 测量。
  • 指标:Template 2 要求。
  • 参考:同上;测试:4.1.1。

EL_6

  • 目的:验证 HS 驱动器差分上升/下降时间。
  • 方法:测量 10%–90% 差分上升/下降时间。
  • 指标:>= 500 ps(V1.0.8合规更新 #87 >= 300 ps)。
  • 参考:Spec 7.1.2.2;测试:4.1.1。

上升时间(Rise Time, THSR):差分信号从 10% 幅度上升到 90% 幅度所需时间
下降时间(Fall Time, THSF):差分信号从 90% 幅度下降到 10% 幅度所需时间

1 bit ≈ 2.083 ns = 2083 ps
上升/下降时间要求 ≥ 500 ps(Spec)或 > 300 ps(合规)

边沿过渡时间大约占 1 个 bit 时间的 1/4 到 1/7,不能太短,否则边沿太陡(反射、振铃、EMI);也不能太长,否则一个 bit 周期内还没完成过渡,就会导致 ISI(码间干扰) 和眼图闭合

EL_7

  • 目的:验证 HS 数据跳变单调性。
  • 方法:在相应眼图模板规定的垂直开口内检查。
  • 指标:必须单调。
  • 参考:Spec 7.1.2.2;测试:4.1.1。

    高速数据在“高电平与低电平”转换(跳变)时,边沿必须单调。

EL_9

  • 目的:验证 D+ 或 D− 未被驱动时的输出电压(VHSOL,P179表7-7)。
  • 方法:用精密 45 Ω 电阻对地端接后测量。
  • 指标:0 V ± 10 mV(合规更新 #92 0 V ± 20 mV)。
  • 参考:Spec 7.1.1.3;测试:4.3。

    验证高速发送器在未驱动 D+ 或 D− 时,该线在精密 45 Ω 对地端接下的输出电压接近 0 V。

3.3 接收(Receiving)

EL_16

  • 目的:验证传输包络检测器在低幅度时指示 squelch(永不接收包)。
  • 方法:接收输入低于阈值时检查。
  • 指标:差分幅度 < 40 mV 时必须指示 squelch。
  • 参考:Spec 7.1、ECN;测试:4.2.1。
  • 意义:确保高速设备在接收输入差分幅度低于 40 mV 时,包络检测器进入 squelch(静噪) 状态,即不接收任何包。
    • 防止把噪声、串扰、残桩反射等微弱信号误判为有效数据包
    • 保证接收端只在信号足够强时才工作
    • 是高速接收器抗噪和可靠判决的基础

EL_17

  • 目的:验证包络检测器在高幅度时不指示 squelch(可靠接收)。
  • 方法:接收输入超过阈值时检查。
  • 指标:差分幅度 > 150 mV 时必须不指示 squelch。
  • 参考:Spec 7.1;测试:4.2.1。
  • 意义:保高速 capable 设备在接收输入差分幅度超过 150 mV 时,包络检测器不指示 squelch(静噪),即可靠地接收数据包。
    • 保证接收端在有效信号到达时能正常工作
    • 与 EL_16 共同构成接收灵敏度的双阈值窗口
    • 150 mV 是规范规定的“必须可靠接收”的下限

EL_18

  • 目的:验证包络检测器速度足够。
  • 方法:检查 HS 接收器能否检测传输、实现 DLL 锁定并在 12 bit times 内检测 SYNC 结束。
  • 指标:12 bit times 内完成。
  • 参考:Spec 7.1;测试:4.2.1。
  • 目的:确保高速 capable 设备的传输包络检测器速度足够快,使 HS 接收器能在 12 bit times 内完成三件事:
    • 检测到数据传输开始
    • 实现 DLL 锁定(Delay Locked Loop,延迟锁定环)
    • 检测到 SYNC 字段结束
  • 意义:
    • 高速包以 480 Mb/s 传输,1 bit ≈ 2.083 ns,12 bit times ≈ 25 ns
    • 接收器必须在这极短时间内完成同步准备
    • 如果包络检测器太慢,会错过 SYNC 字段,导致无法正确接收包
    • 保证接收端能及时进入可判决状态

3.4 包参数(Packet Parameters)

EL_21

  • 目的:验证所有发送包(非重复包)的 SYNC 字段是否以规范的 32 bit SYNC 开头,确保接收端能正确完成同步。
  • 意义:SYNC 是接收器建立位同步和 DLL 锁定的基础;SYNC 不足或格式错误会导致接收端无法锁定、丢包或误码。
  • 方法:检查 SYNC 字段。
  • 指标:必须以 32 bit SYNC 字段开始。
  • 参考:Spec 8.2;测试:4.5.1。

EL_22

  • 目的:验证设备或主机在接收包之后发送下一个包时,包间隙(inter-packet gap)是否在规定范围内(8~192bit),防止总线冲突和接收端来不及准备。
  • 意义:包间隙过小会导致接收端未就绪、总线冲突;过大会降低总线利用率、影响实时性。内置 Hub 时还需补偿 Hub 延迟和 5 m 电缆往返时间。
  • 方法:测量主机/设备发送间隔。
  • 指标:至少 8 bit times,不超过 192 bit times;内置 Hub 主机最大 192 + 72 bits + 52 ns + 8 ns = 610 ns 或 292 bit times。
  • 参考:Spec 7.1.18.2;测试:4.5.1。

EL_23

  • 目的:验证主机连续发送两个包(背靠背)时的包间隙是否足够,保证主机在高吞吐场景下仍符合时序要求。
  • 意义:主机背靠背包间隔过小会超出设备接收能力;过大则浪费带宽。88 bit times 下限保证设备有足够响应时间,192 bit times 上限防止总线空闲过久。
  • 方法:测量主机背靠背包间隔。
  • 指标:至少 88 bit times,不超过 192 bit times。
  • 参考:Spec 7.1.18.2;测试:4.5.1。

EL_25

  • 目的:验证所有发送包(SOF 除外)的 EOP(包结束)是否为规定的 8 bit NRZ 字节 01111111,且无位填充。
  • 意义:EOP 是接收端判断包结束的关键标志;EOP 错误会导致包边界误判、CRC 校验失败或接收端无法正确结束接收。更长 EOP 可豁免,是为了兼容部分实现。
  • 方法:检查 EOP。
  • 指标:8 bit NRZ 字节 01111111,无位填充;更长 EOP 可豁免。
  • 参考:Spec 7.1.13.2;测试:4.5.1。

    正常数据段中,连续 6 个 1 后要插入一个 0(位填充),但 EOP 是特例,不进行位填充,所以可以出现连续 7 个 1


3.5 速度检测(Speed Detection)

EL_27

  • 目的:验证设备从非挂起高速模式被复位时,chirp 握手是否在规定时间窗口内发出,确保主机能正确识别设备的高速能力。
  • 意义:chirp 是高速协商的核心信号;过早或过晚发出都会导致主机误判设备速度,回退到全速甚至无法通信。
  • 方法:从复位前最后一个 SOF 开始测量。
  • 指标:不早于 3.1 ms,不晚于 6.0 ms。
  • 参考:Spec 7.1.7.5;测试:4.4.1。

    设备已经工作在高速模式,总线一直在发 SOF(每 125 µs 一个),主机突然发起复位。

EL_28

  • 目的:验证设备从挂起状态或全速状态被复位时,chirp 握手是否在规定时间窗口内发出,覆盖不同复位来源的时序要求。
  • 意义:挂起和全速复位的时序窗口不同;若不符合,设备可能无法正确进入高速模式,或在恢复过程中出现通信失败。
  • 方法:分别测量。
  • 指标:
    • 从挂起复位:不早于 2.5 µs,不晚于 6.0 ms。
    • 从全速复位:不早于 2.5 µs,不晚于 3 ms。
  • 参考:Spec 7.1.7.5;测试:4.4.1。

    设备分别从挂起状态或全速状态被复位时,chirp 握手必须在规定窗口内发出

EL_29

  • 目的:验证设备发出的 chirp 握手持续时间是否在规定范围内,确保主机有足够时间检测并响应。
  • 意义:chirp 太短,主机可能来不及检测;太长,会延长复位过程、影响总线效率,甚至被误判为异常。
  • 方法:测量持续时间。
  • 指标:至少 1 ms,不超过 7 ms。
  • 参考:Spec 7.1.7.5;测试:4.4.1。

EL_31

  • 目的:验证设备检测到有效 K-J-K-J-K-J 序列后,是否在规定时间内断开 1.5 K 上拉并启用高速端接。
  • 意义:这是设备从全速切换到高速的关键动作;延迟过大会导致主机误判设备未进入高速,通信失败。
  • 方法:检查断开 1.5 K 上拉并启用高速端接的时间。
  • 指标:500 µs 内完成。
  • 参考:Spec 7.1.7.5;测试:4.4.1。

EL_33

  • 目的:验证下行端口在设备 Chirp K 停止后,是否在规定时间内开始发送交替的 Chirp K/J,完成高速握手。
  • 意义:下行端口的响应速度直接影响高速协商能否成功;响应过慢会导致握手超时、设备回退到全速。
  • 方法:测量延迟。
  • 指标:100 µs 内。
  • 参考:Spec 7.1.7.5;测试:4.4.1。

EL_34

  • 目的:验证下行端口发出的 Chirp K 和 Chirp J 持续时间是否在规定范围内,保证设备能可靠检测。
  • 意义:Chirp 持续时间过短,设备可能漏检;过长会延长握手时间、降低效率,甚至违反协议。
  • 方法:测量。
  • 指标:40 µs ~ 60 µs。
  • 参考:Spec 7.1.7.5;测试:4.4.1。

EL_35

  • 目的:验证下行端口在发送最后一个 Chirp 后,是否在规定时间内开始发送 SOF,标志高速通信正式建立。
  • 意义:SOF 是高速帧的起点;过早或过晚发送都会导致设备无法正确同步,影响后续数据传输。
  • 方法:测量。
  • 指标:不早于 100 µs,不晚于 500 µs。
  • 参考:Spec 7.1.7.5;测试:4.4.1。

3.6 挂起/恢复(Suspend/Resume)

EL_38

  • 目的:验证设备在总线出现 3 ms 空闲后,是否在规定时间内从高速回退到全速,以进入挂起状态。
  • 意义:挂起是 USB 省电的关键机制;若设备不能及时回退,会持续耗电,甚至无法正确进入低功耗状态。
  • 方法:测量空闲后切换时间。
  • 指标:不晚于 125 µs;3.000 ms ≤ t ≤ 3.125 ms。
  • 参考:Spec 7.1.7.6;测试:4.6。

EL_39

  • 目的:验证设备是否支持挂起状态,确保设备具备基本的省电和总线管理能力。
  • 意义:挂起是 USB 2.0 强制要求;不支持挂起会导致主机无法管理总线功耗,影响系统能效和兼容性。
  • 方法:检查。
  • 指标:必须支持。
  • 参考:Spec 7.1.7.6;测试:4.6。

EL_40

  • 目的:验证设备从高速挂起状态恢复后,是否在规定时间内回到高速工作模式。
  • 意义:恢复速度直接影响用户体验和总线响应;若不能及时回到高速,会导致通信延迟甚至失败。
  • 方法:测量恢复信号结束后切换时间。
  • 指标:2 bit times 内。
  • 参考:Spec 7.1.7.7;测试:4.6。

EL_41

  • 目的:验证主机在恢复端口后,是否在规定时间内开始发送 SOF,重新建立高速帧同步。
  • 意义:SOF 是恢复后通信的起点;主机若不能及时发送 SOF,设备将无法同步,恢复过程失败。
  • 方法:测量空闲状态开始后时间。
  • 指标:3 ms 内。
  • 参考:Spec 7.1.7.7;测试:4.6。

3.7 高速中继器(High Speed Repeater)

3.7.1 SYNC 截断

EL_42

  • 目的:验证 Hub 中继器在重复包时,不会从 SYNC 模式中截断超过 4 bit,保证接收端仍有足够 SYNC 完成同步。
  • 意义:SYNC 被截断过多会导致下游设备无法锁定、丢包;限制截断长度是保证中继后信号仍可用的关键。
  • 方法:检查重复 SYNC。
  • 指标:截断不超过 4 bits。
  • 参考:Spec 7.1.10;测试:4.7.1、4.7.2。

EL_43

  • 目的:验证 Hub 在重复包时不会破坏 SYNC 字段中的任何中继位,保证 SYNC 内容完整。
  • 意义:SYNC 位被破坏会直接导致下游接收端同步失败,是 Hub 中继功能的基本要求。
  • 方法:检查。
  • 指标:不得破坏任何中继位。
  • 参考:Spec 7.1.10;测试:4.7.1、4.7.2。

3.7.2 EOP Dribble

EL_44

  • 目的:验证 Hub 重复包时,在 EOP 后附加的随机位不超过 4 bit,防止下游设备误判包结束位置。
  • 意义:EOP 后附加位过多会延长包尾、干扰下游接收端判决,甚至导致包边界误判。
  • 方法:检查。
  • 指标:最多 4 个随机位。
  • 参考:Spec 7.1.13.2;测试:4.7.1、4.7.2。

EL_45

  • 目的:验证 Hub 重复包时不会破坏有效 EOP 位,保证包结束标志正确传递。
  • 意义:EOP 位被破坏会导致下游设备无法正确识别包结束,造成接收错误。
  • 方法:检查。
  • 指标:不得破坏。
  • 参考:Spec 7.1.13.2;测试:4.7.1、4.7.2。

3.7.3 抖动(Jitter)

EL_46

  • 目的:验证 Hub 上行中继器在 TP3 处是否满足 Template 1 变换波形要求,控制中继引入的抖动。
  • 意义:上行中继抖动过大会压缩眼图、降低主机接收裕量,影响整个链路可靠性。
  • 方法:TP3 测量。
  • 指标:Template 1。
  • 参考:Spec 7.1.14.2;测试:4.1.1。

EL_47

  • 目的:验证 Hub 下行中继器在每个下行端口 TP2 处是否满足 Template 1,控制下行中继抖动。
  • 意义:下行中继抖动直接影响下游设备接收质量;每个下行端口都需满足,保证多端口一致性。
  • 方法:TP2 测量。
  • 指标:Template 1。
  • 参考:Spec 7.1.14.2;测试:4.1.2。

3.7.4 延迟(Delay)

EL_48

  • 目的:验证 Hub 中继器对包的延迟不超过规定上限,保证总线时序和响应时间。
  • 意义:Hub 延迟过大会挤占包间隙、影响主机和设备响应时间,甚至导致超时和通信失败。
  • 方法:测量。
  • 指标:不超过 36 bit times + 4 ns。
  • 参考:Spec 7.1.14.2;测试:4.7.1、4.7.2。

3.8 主机要求(Host requirements)

3.8.1 SOF 的 EOP 长度

EL_55

  • 目的:验证主机发送 SOF 包时,EOP 是否为 40 bit、无位填充,且第一个符号为最后一个数据符号的跳变。
  • 意义:SOF 的 EOP 比普通包更长,用于保证设备在帧起始时能可靠识别包结束;不符合会导致设备无法正确同步帧。
  • 方法:检查。
  • 指标:40 bit EOP,无位填充,EOP 第一个符号为最后一个数据符号的跳变。
  • 参考:Spec 7.1.13.2;测试:4.5.2。

3.9 DCR 要求

DRD 产品需同时测量 Device 和 Host DCR。

3.9.1 USB2.0 DCR Device Upstream

  • 目的:验证设备上行 D+/D− 串联直流电阻。
  • 方法:测量。
  • 指标:
    • 仅高速 Device:≤ 17 Ω。
    • 高速 capable 固定电缆设备:≤ 23 Ω。
  • 参考:ECN “USB 2.0 DC Resistance”;测试:4.8.1。

3.9.2 USB2.0 DCR Host/Hub/DRD Downstream

  • 目的:验证主机/Hub/DRD 下行 D+/D− 串联直流电阻。
  • 方法:测量。
  • 指标:≤ 13 Ω。
  • 参考:同上;测试:4.8.2。

最差 DCR 设备功能检查

  • 目的:用最差 DCR 高速 capable 设备(23 Ω)验证功能。
  • 方法:使用校准设备执行“假断开”测试。
  • 指标:无假断开。
  • 参考:同上;测试:4.8.3。

假连接验证

  • 目的:验证移除校准设备后主机不再识别设备。
  • 方法:移除校准设备并观察。
  • 指标:设备不再出现。
  • 参考:同上;测试:4.8.3。

四、第4章:高速电气测试描述

4.1 高速信号质量

  • 目的:测量发送器有效高速信号的能力。
  • 方法:使用 ≥ 2.5 GHz、50 Ω 输入高速示波器,通过高质量 SMA 电缆连接测试夹具,用 USBET 分析。
  • 范围:上行和下行端口均测。

4.1.1 上行端口

  • 方法:
    a) 用 HSET/XHSET 置为 TEST_PACKET。
    b) 保持总线供电,隔离 DUT。
    c) 示波器捕获波形。
    d) 用 USBET 分析(近端/远端等)。
  • 固定电缆设备:使用 USBET 远端模板。

4.1.2 下行端口(Hub)

  • 目的:检查 Hub 中继器重复下行流量时的发送能力。
  • 方法:
    a) 置为 TEST_FORCE_ENABLE。
    b) 从上行源(主机)用 TEST_PACKET 生成测试包。
    c) 捕获波形。
    d) 用 USBET 下行信号设置分析。

4.1.3 下行端口(Host)

  • 目的:检查主机发送能力。
  • 方法:
    a) 置为 TEST_PACKET。
    b) 捕获波形。
    c) 用 USBET 下行信号设置分析。

4.2 接收器特性

  • 目的:检查上行端口接收特性。

4.2.1 上行端口接收灵敏度

  • 方法:
    a) 置为 SE0_NAK。
    b) 从 USB 数据总线隔离 DUT。
    c) 数据发生器连接 DUT 数据线。
    d) 发送 IN 包。
    1) 改变幅度,高于灵敏度时所有包应 NAK。
    2) 改变幅度,低于 squelch 时无包应 NAK。
    3) 用合规幅度和 12-bit SYNC 生成 IN 包。
    4) 验证设备响应。

4.3 J 和 K 电压电平

  • 目的:测量 HS 驱动器未驱动时 D+/D− 电压。
  • 方法:禁用预加重;所有端口执行。
    a) 置 TEST_J,加理想端接。
    b) 测 D+ 是否在规范内。
    c) 复位 DUT。
    d) 置 TEST_K,加理想端接。
    e) 测 D− 是否在规范内。
    f) 置 SE0_NAK,加理想端接。
    g) 测 D+ 和 D− 为 0 V ± 20 mV。

4.4 速度检测

  • 目的:检查上行和下行端口的 chirp 行为。
  • 方法:Hub 需在上行(连接已知良好主机)和所有下行端口(连接已知良好设备)测试;所有下行测试在 Hub 和主机控制器上执行。

4.4.1 Chirp 时序/电压特性

  • 方法:
    a) 通过 USB 测试夹具连接 DUT 与主机。
    b) 用单端探头捕获两条数据线。
    c) 分析:

上行端口(从全速复位)
1) 全速空闲电压。
2) 复位开始到 Chirp K 时间:2.5 µs ~ 2 ms。
3) Chirp K 幅度:约 800 mV。
4) Chirp K 持续时间:复位开始后 1 ms ~ 不超过 7 ms。
5) 高速端接前 KJ 对数:至少 3 对。
6) KJKJKJ 后到设备加端接的延迟。

上行端口(从高速复位)
1) 复位开始(最后 SOF)到 Chirp K:3 ms ~ 6 ms。
2) Chirp K 幅度:约 800 mV。
3) Chirp K 持续时间:1 ms ~ 不超过 7 ms。
4) KJ 对数:至少 3 对。
5) KJKJKJ 后延迟:约 500 µs。

上行端口(从高速挂起后复位)
1) 全速空闲电压。
2) 复位开始到 Chirp K:2.5 µs ~ 6 ms。
3) Chirp K 幅度:约 800 mV。
4) Chirp K 持续时间:1 ms ~ 不超过 7 ms。
5) KJ 对数:至少 3 对。
6) KJKJKJ 后延迟:< 500 µs。

下行端口
1) Hub Chirp 响应时间:≤ 100 µs。
2) Hub Chirp J 持续时间:40 µs ~ 60 µs。
3) Hub Chirp K 持续时间:40 µs ~ 60 µs。
4) Hub Chirp J/K 幅度:约 400 mV。
5) Chirp 结束到第一个 SOF:100 µs ~ 500 µs。

4.5 包参数

4.5.1 响应时间

  • 目的:测量主机/设备响应时间,验证设备生成 SYNC 和 EOP。
  • 方法:
    a) 用 HSET/XHSET 执行 SINGLE_STEP_SET_FEATURE。
    b) 示波器捕获包。
    c) 第 3 个包:测 32 bit SYNC 和 8 bit EOP。
    d) 测 Setup(第 2 包)到 Data(第 3 包)设备响应:88 ~ 192 bits。
    e) 主机:测第 1 到第 2 包间隔(背靠背)。
    f) HSET/XHSET 执行 Step。
    g) 测包间隔:8 ~ 192 bits;内置 Hub 主机最大 264 bits + 8 ns。

4.5.2 主机 SOF Sync 和 EOP 位

  • 方法:
    a) 示波器捕获主机 SOF。
    b) 数 SYNC 位:32。
    c) 数 EOP 位:至少 40。

4.6 挂起与恢复

  • 目的:验证设备在高速下可挂起/恢复,也可从挂起复位。
  • 方法:
    a) 连接并枚举设备。
    b) 用 HSET/XHSET 挂起端口。
    c) 验证设备在 3000 µs ~ 3125 µs 内回到全速端接。
    d) 用 HSET/XHSET 恢复端口。
    e) 验证第一个 SOF 时设备高速端接已开启。
    f) 再次挂起。
    g) 从端口驱动复位。

4.7 高速中继器测试

  • 目的:测量 Hub 中继器特性。
  • 方法:上行和下行端口接测试夹具,捕获数据,测 SYNC 截断、EOP dribble、延迟。

4.7.1 下行中继器测试

  • 方法:
    a) Hub 上行通过夹具接主机,下行接高速设备。
    b) 用 HSET/XHSET 枚举设备。
    c) 在上行和下行捕获 SOF。
    d) 验证 SYNC 截断 ≤ 4 bits、EOP dribble ≤ 4 bits、延迟 ≤ 36 bit times + 4 ns。

4.7.2 上行中继器测试

  • 方法:
    a) 同上连接。
    b) 用 HSET/XHSET 执行 SINGLE_STEP_SET_FEATURE。
    c) 捕获上行和下行信号。
    d) 验证同上指标。

4.8 USB2.0 DCR 要求

DRD 产品需同时测 Device 和 Host DCR。

4.8.1 DCR Device Upstream

  • 方法:
    a) 用 HSET/XHSET 置 SE0_NAK。
    b) 保持 DUT 供电,隔离主机系统。
    c) 测量并报告 D+/D− 直流电阻。
    d) 非固定电缆设备减去电缆电阻。

4.8.2 DCR Host/Hub Downstream

  • 方法:
    a) 用 HSET/XHSET/PIDVID 置下行端口 SE0_NAK。
    b) 保持供电,隔离端口。
    c) 测量并报告 D+/D− 直流电阻。
    d) 减去电缆电阻。

4.8.2 DCR Host/Hub/Downstream 假断开/假连接

  • 方法:
    a) 外部供电夹具。
    b) 强制参考设备(如 U 盘)进入 SE0_NAK。
    c) 连接测试电缆从 USB DCR 到 USB CAL。
    d) 测 D+/D− 电阻。
    e) 调 trimpot 至 D+/D− 为 72.5 Ω。
    f) 参考设备断电重启退出 SE0_NAK。
    g) 将校准设备和电缆连接到被测下行端口。
    h) 若产品下行端口为 Hub,上行接参考主机;否则跳到 h)。
    i) 在主机测试并确认无断开(假断开)。
    j) 断开参考设备,确认设备不再保持连接(假连接)。

五、关键指标速查表

编号 指标
EL_2 480 Mb/s ± 0.05%
EL_6 上升/下降时间 > 300 ps
EL_9 0 V ± 20 mV
EL_16 < 40 mV 指示 squelch
EL_17 > 150 mV 不指示 squelch
EL_18 12 bit times 内检测 SYNC 结束
EL_21 32 bit SYNC
EL_22 8 ~ 192 bit times;内置 Hub 最大 292 bit times
EL_23 88 ~ 192 bit times
EL_25 8 bit EOP 01111111
EL_27 3.1 ms ~ 6.0 ms
EL_28 挂起:2.5 µs ~ 6.0 ms;全速:2.5 µs ~ 3 ms
EL_29 1 ms ~ 7 ms
EL_31 500 µs 内
EL_33 100 µs 内
EL_34 40 µs ~ 60 µs
EL_35 100 µs ~ 500 µs
EL_38 3.000 ms ≤ t ≤ 3.125 ms,125 µs 内回全速
EL_40 2 bit times 内
EL_41 3 ms 内
EL_42 截断 ≤ 4 bits
EL_44 附加 ≤ 4 bits
EL_48 ≤ 36 bit times + 4 ns
EL_55 40 bit EOP
DCR Device ≤ 17 Ω(仅 HS);≤ 23 Ω(HS 固定电缆)
DCR Host/Hub ≤ 13 Ω
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