USB4 LRD aktif kab tès ak sètifikasyon

Espesifikasyon USB4 aktif kab swiv USB tip-C Connector ak espèk kab. kounye a, dènye vèsyon an se Rev. 2.1. Yo ajoute definisyon EPR (gamme pouvwa pwolonje), epi ECN (avi chanjman enjenyè) nan kab aktif anvan yo entegre nan vèsyon sa a. Kite' gade nan USB tip-C aktif kab la.

USB 3.2 Kout kab aktif

USB4 Kout kab aktif

USB 3.2 kab aktif optik izole （OIAC）

Pami yo, OIAC se yon kab fib optik ak yon longè 50 mèt. Kounye a, li defini ke li ka sipòte USB 3.2 Gen2 vitès nan pi plis (men li pa sipòte USB2.0 ak VBUS ekipman pou pouvwa), ki se sitou itilize pou fen endistriyèl, vizyon machin, detèktè aleka, videyo pwofesyonèl ak aplikasyon medikal. Sepandan, spesifikasyon elektrik USB4 lineyè optik kab aktif pa te defini; apre sa, nou pral prezante pati nan kout kab aktif.

Kout aktif kab aktif kab

Nan 5 mèt nan longè

Tout karakteristik kalite-C ak USB PD 3.0 eMarker obligatwa

Li oblije sipòte de-fason ak ensèsyon pozitif ak negatif

Dapre kapasite sipò a, li ka divize an USB 3.2 ak USB4 câbles aktif

USB 3.2 kab aktif:

-USB 3.2 Gen 2x2 (10GHz doub chanèl) dwe sipòte

* Kab aktif ki sipòte sèlman yon sèl chanèl (x1) yo pa pèmèt

-Alt mòd sipò opsyonèl

USB4 kab aktif:

-Tout USB 3.2 ak USB4 vitès (double chanèl) dwe sipòte

-Tbt3 alt mòd dwe sipòte

Kondisyon fil yo nan VBUS, vconn, CC ak USB 2.0 yo konsistan avèk kondisyon yo nan câbles pasif.

Kab aktif la bezwen mache ak vconn

Kab aktif gen konpozan repete, tankou re revèy oswa re chofè, sitou pou siyal gwo vitès TX1, TX2, rx1 ak rx2. Devlopman re timer se konplèks ak chè. Kab re chofè lineyè (LRD) ki domine pa chofè re gen karakteristik konpleksite ki ba, konsomasyon pouvwa ki ba ak pri ki ba. Malgre ke li te sèlman pita ajoute nan ekosistèm USB a ak enkli nan spesifikasyon USB tip-C, kab LRD te premye prezante nan mache a. Pou egzanp, 40Gbps de mèt thunderbolt 4 kab la se kab LRD ki sipòte USB4.

Konpozan prensipal yo nan LRD kab gen ladan RX egalize ak chofè pwodiksyon, ki responsab respektivman pou konpanse pèt kab, ajiste DC genyen, ak ajiste gwosè pwodiksyon pre anfaz ak siyal, jan yo montre nan figi ki anba a.

Depi kab LRD pa gen CDR (revèy done revèy), jitter ak bri resevwa nan opinyon kab la pral transfere nan pwodiksyon an kab; An menm tan an, RX EQ ka anplifye tou bri segondè-frekans; Akòz adisyon nan eleman aktif, enpedans kat pad la pral discontinuous; Kòm byen ke câbles long, li fasil lakòz dezakò nan longè ak gwo pn skew nan pwosesis pwodiksyon an, sa ki lakòz AC mòd komen depase spesifikasyon la. Dapre pwen ki anwo yo, yo dwe konsidere bagay sa yo nan konsepsyon an:

Gwo frekans bri ki te koze pa câbles

Kit EQ andedan kab la byen balanse, epi si siyal la ensifizan oswa twò balanse?

Enpedans matche konpozan adisyonèl andedan kab aktif la

Pn skew nan pè gwo vitès kab

LRD kab fonksyon sipò ak anons eMarker

Li endike nan tablo 6-3 nan USB tip-C Connector& kab Rev 2.1 spesifikasyon (jan yo montre nan Tablo 2), USB4 pasif kab ak USB4 aktif kab (eksepte OIAC) dwe sipòte USB4, usb3, USB2 ak tbt3.

An patikilye, USB4 LRD kab se kab aktif, men nan anviwònman an VDO header ID nan eMarker, B29... B27 dwe deklare kòm kab pasif (011b) ak te deklare lè l sèvi avèk pasif kab VDO. Paske kab LRD a te enkòpore nan spesifikasyon USB a nan yon etap pita, li se sitou yo dwe konpatib ak pwodwi tbt3 sou mache a. Li dwe deklare kòm pasif. Malgre ke kalite pwodwi a te deklare kòm pasif, tbt3 dekouvèt ap kontinye nan pwosesis kominikasyon USB4 discover_ SVID (0x8087), ak Lè sa a, jije si li se", USB4 ak tbt3 gen3 kab aktif".

Usb-if lage nouvo logo USB4 ak ikòn

Usb-si te fè seminè USB devdays 2021 nan Seattle (30 septanm rive 1ye oktòb), epi li te pibliye nouvo logo ak ikòn pouvwa nominal kab USB tip-C an konbinezon ak spesifikasyon EPR (ranje pouvwa pwolonje), jan yo montre nan tablo ki anba a, pou itilizatè yo ka byen vit idantifye vitès la ak pouvwa ki sipòte pa pwodwi USB. Kab la orijinèlman sipòte 100W (20V / 5A) pa itilize ankò; Kab sipòte 5A dwe sipòte EPR 240W (48V / 5A).

Tablo 3: nouvo logo ak ikòn kab USB tip-C sètifye (sous: usbdevdays 2021)

LRD kab aktif kab la ajoute yon eleman aktif re chofè pou fè longè sipò kab la pi long. Nan itilizasyon pratik ak tès sètifikasyon, konsèp la se ke pèfòmans nan kab LRD yo ta dwe konsistan avèk oswa menm pi bon pase sa yo ki nan kab pasif. Sa vle di, anba menm anviwònman tès la, lrdcable a dwe egal a oswa pi bon pase kab pasif la lè yo konpare ak kab pasif la.

Atik tès sètifikasyon LRD yo enkli:

Tès fonksyonèl USB-c

USB PD e-marker tès

Pouvwa kab aktif: gout IR ak konsomasyon pouvwa

Pwoteksyon tèmik surchof

Tès karakteristik elektrik LRD

Tès konpatibilite kab LRD (toujou anba diskisyon)

Tès elektrik detaye LRD kab la se jan sa a:

1. Usb-c tès fonksyonèl

Dapre spesifikasyon tès fonksyon usb-c, tès kab la se jan sa a:

TD 4.1.3 Tès kab san kouran

TD 4.13.5 Kab EnterUSB ak Done Reset Tès

TD 4.14.x

TD 4.14.1 Cable Vconn Swap Test

TD 4.14.2 Kab Reyajiste Tès

TD 4.14.3 Tès altènatif mòd kab

TD 4.14.4 Kab USB 3.2 Tès

TD 4.14.5 Kab USB4 Tès

2. USB PD: tès e-makè

Dapre USB PD CTS, teste twa atik sa yo ki gen rapò ak kab:

Pwosedi ak chèk komen yo

Tès Espesifik Kouch Fizik

Pwotokòl Espesifik Tès

LRD kab bezwen sipòte tbt3 epi konfime si anons tbt3 ak repons SOP yo kòrèk

Kab SOP' Dekouvri repons idantite

[ID Header VDO] B26 (modèl operasyon) mete sou 1b (alt mòd)

[ID Header VDO] B29..27 (kalite pwodwi) mete sou 11b (kab pasif)

[Kable VDO] B2..0 (USB pi gwo vitès) mete sou 010b (USB3.2/USB4 Gen2)

Kab SOP' TBT Dekouvri Mode VDO repons

B20..19 (awondi/awondi& pa gen okenn) mete sou 01b (tou de)

B21 (optik/okenn) mete sou 0 (okenn)

B22 (Re-revèy/Re-chofè) mete sou 0b (Re-chofè)

B23 (Uni/Bi-direksyon) mete sou 1b (Uni)

B25 (Aktif/Pasif) rive 1b (Aktif)

3. Kondisyon pou pouvwa aktif kab

3.1. Espesifikasyon gout IR nan VBUS ak kab tè yo se menm ak sa yo ki nan câbles pasif

VBUS IR Drop: ≤500 mV

Ground IR Drop: ≤250 mV

3.2. Ekipman pou pouvwa a nan kab aktif la se sitou atravè vconn a, ak konsomasyon nan pouvwa maksimòm limite

Pouvwa konsome pa vconn ≤ 1.5W

4. Tès tèmik

Pou rezon sekirite, yo dwe mete deteksyon tanperati andedan kab aktif la. Lè tanperati sifas koki plastik kab aktif la rive nan 80 ℃ ˚ C oswa tanperati sifas metal la rive nan 55 ˚ C. Transfè done USB 3.2/usb4 dwe sispann.

Anplis de sa, tanperati sifas ploge kab aktif la ak tanperati maksimòm k ap travay nan sifas koki a pa dwe depase tanperati anbyen pa 30 ℃ ˚ C. Oswa tanperati sifas koki an metal 15 ˚ C。

Tanperati sifas (TS) nan koki an plastik nan kab aktif la sitou gen ladan tanperati k ap travay (TMB) nan lame a konekte ak mèr aparèy, konpozan aktif nan kab la, ak aktyèl tanperati anbyen (TA). Tès sètifikasyon aktyèl la sitou divize an de pati: tanperati sifas (TS) ak are tèmik. Anviwònman tès la montre nan figi ki anba a:

4.1 Tanperati Sifas (Ts)

tanperati sifas yo

Jan yo montre nan Figi 3, teste koneksyon an, simulation mèr lame / aparèy la atravè tablo aparèy chofaj aparèy tès tèmik la nan tanperati chanm, epi kite tanperati TMB monte a (TA + 25) ˚ C) Lè sa a, konekte kab aktif la epi mete la. chaj plen soti nan lame a nan aparèy la (ki gen ladan similtane transmisyon done gwo vitès ak chaj PD 100W). Nan moman sa a, sèvi ak kamera enfrawouj la pou chèche konnen zòn tanperati ki pi wo nan ploge kab la (figi 4), epi kole", koup tèmik" plak nan tanperati ki wo sa a pou tès tanperati (figi 5). Detekte tanperati sifas koki plastik ploge kab la, epi jije si tès la te pase: TS< ta="" +="" 30="" ˚="">

Figi 4: kamera enfrawouj pou jwenn zòn tanperati ki pi wo a

Figi 5:"ThermalCouple" patch respekte zòn ki pi cho a.

4.2 tèmik fèmen pwoteksyon surchof

Anviwònman tès la pou pwoteksyon surchof se menm jan ak pi wo a. Anplis de sa, plak chofaj la kouvwi sou koki plastik nan ploge kab (figi 6). Kòmanse chofe plak chofaj la nan tanperati chanm. Lè tanperati a rive nan 85 ℃ ˚ C, rezilta tès yo detèmine: kab aktif bezwen sispann transmisyon done USB 3.2/usb4.

Figi 6: patch chofaj fleksib aparèy chofaj

Remak: pou ekipman tès tèmik kab aktif ak Pwodwi pou Telefòn ki gen rapò, tanpri kontakte OD Liao@luxshare -ict.com

Tès elektrik

Pou kab LRD, kab pasif toujou itilize nan USB 2.0, SBU ak CC konfigirasyon kab. Metòd tès la ak spesifikasyon yo se menm jan ak sa yo ki nan kab pasif. Pè siyal gwo vitès TX1 / rx1 / TX2 / rx2 ekipe ak konpozan aktif re chofè. Espesifikasyon tès yo an akò ak LRD aktif kab CTS vèsyon 0.8. Atik tès yo sitou divize an twa atik sa yo:

Tès domèn frekans

Domèn tan - tès kab kanpe pou kont li

Domèn tan - tès je pwodiksyon kab

5.1 tès frekans domèn

Pèt Retounen entegre (IRL)

Multi-refleksyon entegre (IMR)

Chanèl Operasyon Marge (COM)

Figi 7: dyagram koneksyon nan paramèt S te kaptire pa VNA nan analizè rezo vektè

Pou atik tès frekans domèn, metòd tès la se menm ak sa yo ki nan câbles pasif. Paramèt S yo rekipere pa analizè rezo vektè VNA. Gen 8 fichye s4p (TX1 / rx1 / TX2 / rx2, bidirectionnelle) pou pè diferans gwo vitès, ak atravè lojisyèl get_ iPar_ V0p91a pou analiz.

5.2 domèn tan - tès kab kanpe pou kont li

Kab ilfit mask (DC / F1 / NQ / F2 / F3 / WB): pèt ensèsyon

OUTPUT_ Bri (𝝈): devyasyon estanda nan bri pwodiksyon (eksepte bri ki pa lineyè)

SIGMA_ E (𝝈): devyasyon estanda nan pwodiksyon bri ki pa lineyè

Kab CM_ bri: AC mòd komen

Tès nan kò kab (eksepte sistèm ISI ak jitter) sitou teste pèt la ensèsyon, bri pwodiksyon, bri ki pa lineyè ak AC mòd komen nan kab nan tèt li. Koneksyon tès la montre nan figi ki anba a. Anba pwodiksyon an TP2 (jan yo montre nan tablo 4) modèl, balanse, pa gen okenn jitter, pa gen okenn SSC, pa gen okenn anviwònman TX EQ, tankou", modèl: prbs15, balanse 800mv, SSC koupe, jitter koupe, prereglaj 0 [GG ] quot;, dèlko siyal la premye konekte kab pasif ka ki pi mal la pou tès la, osiloskop la kaptire ond *. Bin, Lè sa a, chanje nan kab la LRD pou tès, epi pote soti nan analiz sa a paramèt atravè lojisyèl an, Lè sa a, konpare kab la LRD. Rezilta tès la dwe egal oswa pi bon pase kab pasif la. Tès la dwe kouvri twa vitès: USB4 Gen2 / gen3 ak USB 3.2 Gen2.

Nòt:"pi move ka pasif kab" refere a kab pasif ak pèt maksimòm ensèsyon nan spesifikasyon kab la, tankou 1m USB 3.2 Gen2 pasif kab, 2m USB4 Gen2 pasif kab ak 0.8m USB4 gen3 pasif kab.

Fig. 8: dyagram koneksyon pou tès kò kab

5.3 tan domèn - kab pwodiksyon dyagram je tès

(Tès je pwodiksyon kab)

5.3.1. Tès USB4 Gen2 / Gen3:

Koneksyon an nan tès dyagram je pwodiksyon kab (ki gen ladan sistèm ISI ak jitter) yo montre nan figi ki anba a. Anviwònman tès la se menm jan ak anviwònman tès otantifikasyon USB4 lame / aparèy RX reseptè. Anviwònman tès USB4 RX la bezwen korije an premye. Ou ka dirèkteman kontwole dèlko modèl Anritsu mp1900 atravè aplikasyon tès grl-usb4-rx, jan yo montre nan Figi 9, kalibre anviwònman tès USB4 RX la avèk keysight oswa osiloskop Tektronix.

Apre kalibrasyon, konekte" a, pi mal ka pasif kab" premye pandan tès la. Anviwònman kondisyon tès la gen ladan pwodiksyon prbs31 nan modèl Gen ak anviwònman USB4 prereglaj (16 gwoup nan total). Apre siyal la pase nan kab la, pran senk fòm vag nan osiloskop la, ak 80 fòm vag bezwen kaptire nan chak gwoup nan gwo vitès; Lè sa a, nan menm kondisyon tès yo, retire kab pasif la, ranplase kab LRD a, epi pran fòm vag la sou osiloskop la; Lè sa a, dyagram nan je, lajè je ak zòn je yo te teste ak analize ak lojisyèl USB4 sigtest.

Figi 10: USB4 gen3 / Gen2 kab pwodiksyon dyagram tès koneksyon

Detèminasyon USB4 rezilta tès Gen2 / gen3 (mwayèn 5 kaptire):

LRD kab pi bon zòn je ≥ pasif kab pi bon zòn je

Ak lajè je LRD kab ≥ 0.9 * pasif kab

1.3.2. Tès USB Gen2:

Anviwònman tès la se menm jan ak anviwònman tès otantifikasyon reseptè usb3.2 RX. Anviwònman tès USB 3.2 RX la bezwen korije an premye (jan yo montre nan Figi 11). Dèlko modèl Anritsu mp1900 ka otomatikman kontwole dirèkteman atravè aplikasyon grl-usb3-rxtest la epi kalibre avèk keysight oswa osiloskop Tektronix.

Apre kalibrasyon, anba kondisyon tès USB 3.2 Gen2 RX yo, chwazi Rx pou kalibre anviwònman PJ @ 100MHz. Apre yo fin pase nan aparèy la ak LRD kab, osiloskop la kaptire fòm ond lan senk fwa, ak Lè sa a, analize li ak lojisyèl usb3sigtest ak 7 modèl CTLE. (usb3 sigtest gen sèlman yon modèl ctle_5db okòmansman, epi li nesesè manyèlman mete ak konplete modèl ctle_0db ~ ctle_6 DB)

Jijman rezilta tès USB 3.2 Gen2, (valè mwayèn 5 kaptire):

LRD kab pi bon zòn je ≥ pasif kab pi bon zòn je

Ak lajè je LRD kab ≥ 0.9 * pasif kab

rezime

USB tip-C se lajman ki itilize nan òdinatè ak aparèy periferik ki gen rapò, osi byen ke câbles pasif ak câbles aktif. Gen kèk sèlman sipòte USB 2.0 ak chaje, ak kèk ka sipòte USB 3.2 ak USB4; Yo tout se konektè USB tip-C, ki sipòte diferan kapasite ak vitès, ki fasil pou konfonn itilizatè yo. USB asosyasyon tou konsantre sou eksperyans itilizatè epi li angaje nan yon kab tip-C, ki ka satisfè tout aplikasyon yo. Nan pati nan kab aktif, spesifikasyon la dwe sipòte transmisyon de-fason, pozitif ak negatif ploge nan, doub chanèl (x2), elatriye Pran USB4 LRD kab aktif la kòm yon egzanp, li ka sipòte USB4, USB 3.2, USB 2.0. , thunderbolt 3, PD chaje, elatriye pou rankontre aplikasyon USB tip-C ak yon sèl liy.

Pi gwo diferans ki genyen ant USB tip-C kab aktif ak kab pasif se si gen konpozan aktif, ki tou mennen nan diferan metòd pou teste siyal diferans gwo vitès. Tès kab aktif la adopte metòd tès wo-frekans ki deja egziste nan USB4 lame ak aparèy, epi li sèvi ak dèlko siyal wo-frekans ak osiloskop-wo frekans pou fè tès. Anviwònman tès la ak metòd yo relativman konplèks, GRL bay solisyon tès otomatik pou tès USB4, ki ka diminye konpleksite tès la. GRL gen eksperyans rich nan ajiste EQ, benefis ak lòt paramèt ak ede kliyan nan debogaj. GRL kapab tou bay USB4 lame ak aparèy, USB4 pasif kab, USB4 aktif kab ak lòt tès ak sèvis sètifikasyon.

Referans

USB Tip-C Kab ak Spesifikasyon Konektè, Release 2.1, Me 2021

Konektè USB tip C ak asanble kab CTS, revizyon 2.1b, jen 2021

Espesifikasyon Kondisyon Konpatibilite USB4 ™ Thunderbolt3 ™, vèsyon 1.0, janvye 2021.

USB4 ™ Thunderbolt3 ™ Konpatibilite CTS, Revizyon 1.0, Janvye 2021.

USB Power Delivery CTS, Revizyon: 1.2, Ver 2, 20 jen 2021

Espesifikasyon Tès Fonksyonèl USB Tip-C, Chapit 4 ak 5, 23 me 2021, Rev 0.88