自1995年引入USB以來,Teledyne LeCroy已經(jīng)開發(fā)了六代業(yè)界領(lǐng)先的USB協(xié)議驗證系統(tǒng)。TeledyneLeCroy USB分析儀系列的每一代產(chǎn)品都基于先前的知識和專業(yè)知識。如今,Teledyne LeCroy提供了范圍廣泛的USB測試系統(tǒng),這些系統(tǒng)具有空前的功能,準(zhǔn)確性和用戶友好性。產(chǎn)品發(fā)布后發(fā)現(xiàn)問題的巨大成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對Teledyne LeCroy的事實上的標(biāo)準(zhǔn)USB分析工具的投資。它們的使用提高了USB半導(dǎo)體,設(shè)備和軟件供應(yīng)商的調(diào)試,測試和驗證的速度和效率。分析儀或總線“嗅探器”
隨著數(shù)字媒體的日益普及,USB-IF于2007年末發(fā)布了USB 3.0,其目標(biāo)是通過將兩個額外的高速差分對用于“ SuperSpeed”傳輸模式,將當(dāng)前USB帶寬提高10倍。USB 3.0規(guī)范于2008年末發(fā)布,商業(yè)產(chǎn)品于2009年末開始發(fā)售。Teledyne LeCroy率先開發(fā)了這項新技術(shù)的驗證系統(tǒng)。唯一提供完整的USB 3.0測試解決方案系列的公司,涵蓋發(fā)射機(jī)測試到協(xié)議測試以及兩者之間的每個步驟,Teledyne LeCroy可以幫助開發(fā)人員實現(xiàn)其性能,質(zhì)量,可靠性和SuperSpeed技術(shù)的上市時間目標(biāo)。
USB技術(shù)概述:
USB或通用串行總線是一種連接標(biāo)準(zhǔn),使計算機(jī)外圍設(shè)備和消費(fèi)類電子產(chǎn)品可以連接到計算機(jī),而無需重新配置系統(tǒng)或打開計算機(jī)箱來安裝接口卡。USB 1.0規(guī)范于1996年1月引入。原始USB 1.0規(guī)范的數(shù)據(jù)傳輸速率為12 Mbit / s。USB的第一個廣泛使用的版本是1.1,該版本于1998年9月發(fā)布。它提供12 Mbps的數(shù)據(jù)速率,以實現(xiàn)更高的傳輸速率。高速設(shè)備(例如磁盤驅(qū)動器)和較低的1.5 Mbps速率,以用于低帶寬設(shè)備(例如操縱桿)。USB 2.0規(guī)范于2000年4月發(fā)布,并于2001年底被USB-IF批準(zhǔn)以開發(fā)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,從而使規(guī)范達(dá)到480 Mbit / s
當(dāng)今的USB提供了快速,雙向,低成本的串行接口,可輕松連接到PC。USB操作的標(biāo)志是主機(jī)能夠自動識別已連接的設(shè)備并安裝適當(dāng)?shù)尿?qū)動程序。USB具有與先前設(shè)備的向后兼容性和熱的“可插拔性”等功能,已成為各種消費(fèi)類和PC外圍設(shè)備的事實上的標(biāo)準(zhǔn)接口。USB標(biāo)準(zhǔn)最多允許127個設(shè)備連接到主機(jī)系統(tǒng)。USB表示兼容2.0規(guī)范的設(shè)備之間的低速,全速,高速連接。大多數(shù)全速設(shè)備包括帶寬較低的鼠標(biāo),鍵盤,打印機(jī)和操縱桿。
SuperSpeed USB是在5 GHz頻率下運(yùn)行并與USB 3.0規(guī)范兼容的鏈接的代號。SuperSpeed USB為使用較大文件或需要更高帶寬的應(yīng)用程序提供了高性能的連接拓?fù)?。SuperSpeed USB向后兼容USB 2.0,從而為最終用戶提供了無縫過渡過程。SuperSpeed USB為數(shù)字成像和媒體設(shè)備供應(yīng)商提供了引人入勝的機(jī)會,可將其設(shè)計遷移到性能更高的USB 3.0接口。
NEC /瑞薩電子是第一家推出用于USB 3.0的主機(jī)控制器的芯片供應(yīng)商(5/18/2009)。第一批具有華碩和技嘉USB 3.0端口的主板于2009年底問世。2010年上半年,隨著供應(yīng)商爭相提供使用USB 3.0的5Gbps信號傳輸速度的解決方案,數(shù)十款SuperSpeed設(shè)備開始出貨。預(yù)計在2010年末將大量采用高帶寬應(yīng)用程序。
為什么要使用USB?
從1995年作為鍵盤和鼠標(biāo)的低成本連接接口出現(xiàn)以來,USB穩(wěn)步擴(kuò)展了其在計算和消費(fèi)電子領(lǐng)域的地位,成為歷史上最受歡迎的外圍互連設(shè)備。由于以下原因,USB繼續(xù)占主導(dǎo)地位:
- 成熟,成熟的技術(shù)
- 向后兼容且成本低
- 便捷的即插即用操作
- 數(shù)據(jù)傳輸速度適合各種應(yīng)用
正如USB流行所證明的那樣,已經(jīng)引入了該技術(shù)的幾種擴(kuò)展,以嘗試?yán)闷湟寻惭b的基礎(chǔ)/流行度。USB實施者論壇(USB-IF)支持并批準(zhǔn)的此擴(kuò)展示例是USB On-The-Go(OTG)。OTG旨在使便攜式計算設(shè)備(例如手機(jī)和數(shù)碼相機(jī))能夠作為主機(jī)或外圍設(shè)備連接到其他USB設(shè)備,因此它有望改善大量支持USB的設(shè)備的互操作性。
此外,現(xiàn)在有數(shù)十種USB設(shè)備類別可解決從醫(yī)療保健系統(tǒng)到同步視頻應(yīng)用程序的所有問題。大容量存儲仍然是最受歡迎的USB應(yīng)用程序之一,因為消費(fèi)者已經(jīng)接受了所有類型的數(shù)字媒體。T10委員會現(xiàn)在已經(jīng)完成了USB Attached SCSI(UAS)協(xié)議的定稿,它可以對傳統(tǒng)大容量存儲協(xié)議進(jìn)行一些重大改進(jìn),包括命令隊列和流IO。特別令人感興趣的是新的電池充電規(guī)范,該規(guī)范提供了一種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制,允許設(shè)備在連接到壁式充電器或快速充電主機(jī)控制器時汲取超過USB規(guī)范的電流。除了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換應(yīng)用程序外,電池充電規(guī)范還鞏固了USB'
USB架構(gòu)
USB最初是作為外圍互連的主機(jī)引入的,目的是將大多數(shù)智能功能放在主機(jī)端。OTG規(guī)范為設(shè)備添加了可選的點(diǎn)對點(diǎn)功能,但迄今為止采用的范圍有限。因此,絕大多數(shù)USB設(shè)備通常分為兩類:
- 主持人
- 周邊設(shè)備
- 所有旨在連接到主機(jī)的設(shè)備(示例)
主機(jī)控制器(加上軟件)的作用是為所有應(yīng)用程序軟件提供IO系統(tǒng)的統(tǒng)一視圖。特別是對于USB IO子系統(tǒng),主機(jī)管理外圍設(shè)備的動態(tài)連接和分離。它自動執(zhí)行設(shè)備初始化的枚舉階段,該階段涉及與外圍設(shè)備通信以發(fā)現(xiàn)應(yīng)加載(如果尚未加載)的設(shè)備驅(qū)動程序的標(biāo)識。它還提供了設(shè)備描述符信息,驅(qū)動程序可以使用這些描述符信息來啟用設(shè)備上的特定功能。外圍設(shè)備可以向主機(jī)系統(tǒng)添加功能,也可以是獨(dú)立的嵌入式操作。當(dāng)作為USB設(shè)備運(yùn)行時,外設(shè)是遵循已定義協(xié)議的從設(shè)備。他們必須對主機(jī)發(fā)送的請求做出反應(yīng)。它' PC軟件的主要作用是在無需用戶交互的情況下管理設(shè)備電源,以最大程度地降低總體功耗。USB 3.0規(guī)范重新定義了電源管理,使其可以在硬件級別使用多種電源狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計,以減少整個IO系統(tǒng)的電源使用。
鏈接
Teledyne LeCroy具有傳奇色彩的Voyager USB 3.0分析儀平臺可提供業(yè)界最準(zhǔn)確,最可靠的USB 2.0和3.0協(xié)議捕獲,以進(jìn)行快速調(diào)試,分析和解決問題。
該多功能驗證平臺可與集成的練習(xí)器一起使用,該練習(xí)器能夠同時進(jìn)行2.0和3.0的主機(jī)和設(shè)備仿真。除了合規(guī)性驗證和錯誤注入外,練習(xí)者還可以仿真USB端點(diǎn)并智能地響應(yīng)枚舉請求。
Voyager系統(tǒng)現(xiàn)已通過SuperSpeed 3.0以及千兆位以太網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳端口進(jìn)行了升級,在數(shù)據(jù)分析方面進(jìn)行了無數(shù)創(chuàng)新,以幫助縮短USB系統(tǒng)和軟件的上市時間。從故障恢復(fù)到性能優(yōu)化,Voyager系統(tǒng)有助于確保USB設(shè)備提供出色的兼容性和吞吐量。
無與倫比的精度
Voyager M3x分析儀前端采用了最新的Teledyne LeCroy探測技術(shù),可為USB 3.0記錄提供快速鎖定且毫不妥協(xié)的準(zhǔn)確性。SuperSpeed USB設(shè)備利用基于硬件的電源管理,使設(shè)備頻繁進(jìn)入電源掛起模式。當(dāng)處于在線狀態(tài)時,Voyager系統(tǒng)將檢測并無縫地從電氣空閑狀態(tài)恢復(fù),同時在顯示屏中準(zhǔn)確顯示帶有時間戳的所有總線和電源狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
靈活的硬件
Voyager分析儀的前端具有標(biāo)準(zhǔn)的USB 3.0連接器,該連接器支持USB 2.0和3.0信號,可同時無損捕獲來自兩個鏈路的流量。同時進(jìn)行高速和超高速記錄,可以端到端查看USB 3.0集線器上的數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)可以作為USB 2.0 / 3.0分析儀運(yùn)行;并且僅在可升級到3.0的僅2.0的配置中可用。
Voyager M3x平臺包括4GB的記錄內(nèi)存以及USB 3.0和Gbe鏈接,用于將記錄的流量上傳到主機(jī)PC。在假脫機(jī)錄制模式下,Voyager可以連續(xù)實時顯示捕獲的流量,從而允許快速訪問和擴(kuò)展錄制會話。
Voyager分析儀的核心是Teledyne LeCroy的革命性BusEngine™技術(shù)。這個最先進(jìn)的協(xié)議處理核心結(jié)合了實時記錄引擎和可配置工具,可以有選擇地監(jiān)視和記錄SuperSpeed USB流量??涩F(xiàn)場升級的固件使BusEngine可以發(fā)展并支持USB規(guī)范的新功能或?qū)淼母摹?/p>
第六代分析軟件
Voyager使用了傳奇的CATC Trace-行業(yè)實際的USB 2.0協(xié)議分析標(biāo)準(zhǔn)。跟蹤查看器軟件使用顏色和圖案來訓(xùn)練眼睛以更快地了解信息。當(dāng)記錄SuperSpeed集線器上游的混合流量時,舊版2.0和3.0數(shù)據(jù)包將在單個顯示器中進(jìn)行標(biāo)記和交織。每個事件都顯示在單獨(dú)的行上,每個字段都標(biāo)記并用顏色編碼。.可以從跟蹤中分別過濾,搜索或?qū)С鰜碜赃壿?.0和3.0通道的流量??梢詳U(kuò)展和折疊USB傳輸級別,以顯示包括所有鏈路管理數(shù)據(jù)包(LMP)和流控制符號的數(shù)據(jù)包層。

原始調(diào)試能力
Voyager是市場上唯一可捕獲5Gbps USB鏈路上每個轉(zhuǎn)換(包括空閑,數(shù)據(jù)包間符號和損壞的10位符號)的分析器。鏈接跟蹤器按時間順序顯示所有有序集的上游/下游顯示,定時分辨率為2ns。為幫助進(jìn)行低級調(diào)試而設(shè)計,所有符號(包括訓(xùn)練序列)都可以原始10位,8位,加擾和未加擾的十六進(jìn)制格式顯示。只需單擊一下,即可進(jìn)行符號到符號的時序測量。
智能觸發(fā)
Voyager提供了硬件觸發(fā)功能,可以精確定位感興趣的協(xié)議事件??梢栽谧畹图墑e上指定觸發(fā)事件,包括總線狀態(tài)和有序集(鏈接,SKP等),或標(biāo)頭字段(包括路由字符串或數(shù)據(jù)包類型(ACK,數(shù)據(jù)等))。Voyager的圖形化拖放界面使設(shè)置變得容易。用戶可以定義觸發(fā)邏輯,以監(jiān)視多個順序事件觸發(fā)方案,包括多級序列中的SCSI操作,計數(shù)器,循環(huán)和計時器。

實時過濾
以5 Gb / s的速度傳輸?shù)腟uperSpeed可以立即填充內(nèi)存緩沖區(qū),從而使事件過濾對于高效調(diào)試至關(guān)重要。Voyager分析器可以通過丟棄冗余模式(例如SKP,空閑和訓(xùn)練序列)來實時過濾來自緩沖區(qū)的有害流量。過濾邏輯還可以包括具有附加條件(例如方向或端口號)的事務(wù)層數(shù)據(jù)包。
錯誤檢測
Teledyne LeCroy Voyager可以檢測并標(biāo)記實際協(xié)議錯誤,包括邏輯鏈接和時序錯誤。在較低的層上,訓(xùn)練序列和鏈接命令會自動進(jìn)行驗證,以確保格式正確。“規(guī)格視圖”以十六進(jìn)制或二進(jìn)制顯示標(biāo)題字段,并以紅色標(biāo)記錯誤。

綜合鍛煉器選件
Voyager平臺內(nèi)置了全面的練習(xí)器功能,同時支持USB 2.0和3.0流量生成。Exerciser選項允許用戶通過標(biāo)準(zhǔn)USB電纜傳輸自定義數(shù)據(jù)包,并對標(biāo)頭,有效負(fù)載,定時和鏈接狀態(tài)進(jìn)行低級控制。該鍛煉者具有Voyager ReadyLink™和Transaction Engine™的功能,其中包括可自動處理所有USB 3.0握手的全功能鏈接和事務(wù)層狀態(tài)機(jī)。ReadyLink維護(hù)鏈接同步,流控制和標(biāo)頭確認(rèn)。事務(wù)引擎管理NRDY重試條件,使Voyager能以全線速運(yùn)行并正確響應(yīng)規(guī)范所定義的DUT。覆蓋允許更改這些行為,例如縮短LFPS和鏈接訓(xùn)練信號,或延遲握手?jǐn)?shù)據(jù)包。
USB合規(guī)性測試
Voyager USB 3.0 Compliance Suite是一個軟件選項,可提供全面的鏈路層測試范圍,以驗證主機(jī)和設(shè)備是否正確實施了鏈路訓(xùn)練,鏈路恢復(fù)和電源管理行為(第7章)。Compliance Suite與Teledyne LeCroy的Voyager運(yùn)動平臺集成在一起,已通過USB IF的鏈路和集線器測試認(rèn)證。
USB設(shè)備解碼
Voyager軟件通過將解碼器自動和手動分配給各個端點(diǎn)來對USB設(shè)備類流量進(jìn)行完全解碼。Voyager對“僅批量傳輸”和“ USB附加SCSI”操作(包括命令排隊)提供了完全支持。從OTG到CCD,再到視頻類,Voyager提供了最全面的解碼。它還對有興趣在跟蹤視圖中自動顯示專有命令的開發(fā)人員支持特定于供應(yīng)商的解碼。

快速找到問題
Voyager軟件提供了許多機(jī)制來測量和報告USB 2.0和3.0協(xié)議。通過“流量摘要”顯示,用戶可以一目了然地評估統(tǒng)計報告,或者導(dǎo)航到各個事件。用戶可以選擇交易數(shù)據(jù)包以查看ACK / NAK或設(shè)備通知事件,然后單擊一次即可跳轉(zhuǎn)到每次出現(xiàn)的事件。可用報告顯示鏈接吞吐量和流量控制指標(biāo)。還可以在邏輯USB傳輸級別跟蹤和報告更高級別的事件。錯誤報告顯示了一系列協(xié)議違規(guī)-從無效的CRC到成幀錯誤。

LTSSM視圖提供了交互式USB 3.0狀態(tài)機(jī)圖。每個狀態(tài)更改均以圖形方式顯示,并超鏈接至跟蹤顯示。鏈接狀態(tài)時序視圖以時間線格式顯示相同的信息。
總線利用率圖以直方圖格式顯示數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包長度以及設(shè)備的總線利用率。帶寬計算器自動計算軌跡中兩點(diǎn)之間的時間增量??焖偎阉骱筒檎疫x項允許用戶導(dǎo)航到跟蹤文件中的特定數(shù)據(jù)包,錯誤和任何數(shù)據(jù)類型。CATC Trace支持過濾和隱藏命令,以從顯示屏中臨時刪除無關(guān)的數(shù)據(jù),從而更有效地進(jìn)行查看。

使用PowerTracker™優(yōu)化vBus效率
Voyager M3x Power Tracker選件為vBus功耗提供了獨(dú)特的監(jiān)視功能。電源信息將以時間線格式進(jìn)行采樣并以圖形方式顯示,并與跟蹤同步,從而允許用戶驗證協(xié)議和電氣層的電源狀態(tài)轉(zhuǎn)換。Power Tracker顯示電壓,電流和功率,以便輕松跟蹤vBus的變化。
自1996年以來,Teledyne LeCroy一直是USB生態(tài)系統(tǒng)工具的主要提供商。Voyager系統(tǒng)利用無數(shù)的研究時間進(jìn)行高速串行數(shù)據(jù)分析,以創(chuàng)建可用的最可靠,最準(zhǔn)確的USB 3.0分析儀系統(tǒng)。結(jié)合執(zhí)行器選項和CATC Trace專家軟件,Voyager平臺可減輕開發(fā)人員的繁瑣字節(jié)級分析,并使他們專注于快速解決協(xié)議層問題。