一種usb 3.0線纜測試方法及其測試裝置制造方法
【專利摘要】一種USB3.0線纜測試方法及其裝置，包括兩顆USB3.0芯片，以及連接在兩顆芯片之間的待測USB3.0線纜，將兩顆USB3.0芯片設置進入回環模式，觀察USB芯片回環模式訓練結果，判斷待測線纜是否正常。如果發現USB芯片，無法進入回環模式，則說明待測線纜不能用于實際使用。如果能夠進入回環模式，則根據USB芯片中的錯誤數來判斷待測線纜的質量情況。當錯誤數大于所述閾值時，認為測試失敗。本發明利用了回環模式，操作方式簡單，成本低，測試過程模擬了最終用戶的使用過程，測試結果和USB3.0線纜在最終使用過程中的表現有較好的一致性，且測試過程中人工參與很少，大大提高了測試效率。
【專利說明】一種USB 3. 0線纜測試方法及其測試裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及USB 3.0通信領域，具體的，涉及一種USB 3.0線纜測試方法及其測試 裝直。
【背景技術】
[0002] 隨著USB 3.0技術的普及，人們對于USB 3.0線纜的需求越來越大。而目前USB 3.0線纜的測試方法給USB 3.0線纜的大批量生產帶了障礙。傳統的USB 3.0線纜測試方 法包括：專用儀器測試、簡易手持儀器測試和人工測試等。
[0003] 其中專用儀器測試有很高的權威性，它通過測量USB 3. 0線纜的阻抗、串擾、偏差 等技術指標來綜合評價待測線纜的質量。但是這種專用儀器價格非常昂貴，而且測試效率 低，要求操作者有很高的專業技能，因此無法滿足大批量生產的需求，比較適合小批量的樣 品測試。目前市面上的簡易手持儀器對USB 3.0線纜的測試主要為測試線纜的阻抗，而對 其他指標如串擾、偏差等無法定性或定量地測量，無法真實地反應線纜的質量情況。某些有 質量問題的線纜能夠通過簡易手持儀器的測試，但實際卻無法正常使用。而且這種測試方 法對于USB 3.0有源光纜無法奏效。人工測試主要是將待測USB 3.0線纜接到電腦的USB 3.0接口，另一端接USB 3.0設備，然后通過電腦對USB 3.0設備反復進行讀、寫操作，通過 電腦軟件對比讀、寫得到的數據，以測試USB 3.0設備能否正常工作。這種測試方法基本能 保證通過測試的線纜可以使用，但是測試過程中需要大量的人為參與，且測試中需要使用 電腦，體積大，成本高，測試效率較低，也不適合在大批量生產。
[0004] 因此，如何解決大批量生產中USB 3. 0線纜的測試問題。不僅可以測試USB 3. 0 銅線而且可以測試USB 3.0有源光纜，在測試中同時兼顧測試的有效性和測試效率，減少 了測試過程中的人工參與成為現有技術亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提出一種USB 3. 0線纜測試方法以及使用該方法的測試裝置， 通過簡便的方法實現針對包括USB 3. 0有源光纜在內的線纜的測試。
[0006] 為達此目的，本發明采用以下技術方案： 一種USB 3.0線纜測試方法，包括第一 USB 3.0芯片，第二USB 3.0芯片，以及連接在 兩顆USB 3.0芯片之間的待測USB 3.0線纜，其特征在于所述USB 3.0線纜測試方法為，將 兩個USB 3.0芯片設置進入回環模式，其中第一 USB 3.0芯片通過所述待測USB 3.0線纜 向第二USB 3.0芯片發送數據，第二USB 3.0芯片將收到的數據返回給第一 USB 3.0芯片， 觀察USB 3.0芯片回環模式訓練結果，判斷所述待測USB 3.0線纜是否正常。
[0007] 特別地，如果發現所述USB 3. 0芯片，無法進入回環模式，則說明所述待測USB 3.0線纜不能用于實際使用。
[0008] 特別地，如果能夠進入回環模式，則根據第一 USB 3. 0芯片中的錯誤數來判斷待 測USB 3. 0線纜的質量情況。
[0009] 設置一個閾值，當第一 USB 3. 0芯片中的錯誤數大于所述閾值時，認為測試失敗， 所述待測USB 3. 0線纜在實際使用中可能會遇到問題。
[0010] 其中，可以利用如下公式計算錯誤數： 錯誤數=錯誤率*測試時間*數據速率。
[0011] 其中，數據速率為5Gbps，錯誤率為10_1(1。
[0012] 特別地，還具有一顯示終端，所述第一 USB 3.0芯片通過串口或其他方式將錯誤 數發送給電腦而后傳遞給顯示終端，或者直接發送給諸顯示終端進行顯示。
[0013] 特別地，所述USB 3.0芯片包括USB 3.0主機中的芯片、USB 3.0集線器中的芯 片，或者其他用途的芯片。
[0014] 特別地，所述的待測USB 3. 0線纜，包括USB 3. 0銅纜和USB 3. 0有源光纜。
[0015] 本發明還公開了一種USB 3.0線纜測試裝置，其特征在于：包括第一 USB 3.0芯 片，第二USB 3.0芯片，連接在兩顆USB 3.0芯片之間的待測USB 3.0線纜，以及顯示裝置， 該測試裝置利用上述的USB3. 0線纜測試方法進行測試。
[0016] 本發明的測試方法和測試裝置，利用了 USB 3. 0規范中的回環模式，模擬一種真 實的運行環境，數據真實可靠，且操作方式簡單。僅僅使用兩顆USB 3.0芯片，其價格要遠 遠低于專業測試儀器。而且測試過程還模擬了最終用戶的使用過程，因此測試結果和USB 3.0線纜在最終使用過程中的表現有較好的一致性。而且測試過程中人工參與很少，每個操 作工可以同時操作多個測試項目，大大提高了測試效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是根據本發明的具體實施例的實施USB 3. 0線纜測試方法的測試機構圖； 圖2是根據本發明的另一具體實施例的實施USB 3. 0線纜測試方法的測試機構圖。
[0018] 圖中的附圖標記所分別指代的技術特征為： 1、第一 USB 3. 0芯片；2、第一 USB 3. 0芯片；3、待測USB 3. 0線纜；4、顯示裝置。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
[0020] 根據USB 3.0規范，任何具有USB 3.0物理層的接口芯片都需在一定條件下進入 回環模式。進入回環模式的條件為：兩顆USB 3.0接口芯片通過有效的線纜連接后，兩顆芯 片會互發一串信號序列對兩顆芯片之間的鏈接進行"訓練"。
[0021] 由于在回環模式中，數據需要在兩顆芯片之間來回傳遞，自然就模擬了一種真實 可靠的數據傳輸，數據傳輸的可靠性也在很大程度上依賴連接在兩個芯片之間的USB 3. 0 線纜。因此，本發明的測試方法的原理在于：利用USB 3.0的回環模式，將兩顆USB 3.0芯 片連接待測USB 3.0線纜，設置所述兩顆USB 3.0芯片進入回環模式，此時，通過觀察回環 模式訓練的結果，有效地對USB 3. 0線纜進行測試。
[0022] 實施例1 : 參見圖1，公開了實施本發明的USB 3.0測試方法的測試機構圖，包括第一 USB 3.0芯 片1，第二USB 3. 0芯片2,以及連接在兩顆USB 3. 0芯片之間的待測USB 3. 0線纜3,所述 USB 3.0線纜測試方法為，將兩個USB 3.0芯片設置進入回環模式，其中第一 USB 3.0芯片 1通過待測USB 3.0線纜向第二USB 3.0芯片2發送數據，第二USB 3.0芯片2將收到的數 據返回給第一 USB 3.0芯片1，觀察USB 3.0芯片回環模式訓練結果，判斷待測USB 3.0線 纜是否正常。
[0023] 根據USB 3.0的規范，第一 USB 3.0芯片1會自動檢測是否收到第二USB 3.0芯片 2所發出的回環數據并與發出的數據作對比，并記錄錯誤值，不需要其他的測量儀器。因此， 回環模式實際上是一種接近于實際的數據傳輸測試，利用該模式可以簡單有效地測試待測 USB 3.0 線纜。
[0024] 普通的USB 3. 0芯片都支持這種回環模式（loopback mode)。如果兩個芯片通過 有效地線纜相連，它們會嘗試建立連接（training)，此時某個芯片向對端發送一個特殊的 序列，另一個芯片會針對該特殊的序列做出響應，將所得到的特殊的序列返回該發送端的 芯片，則兩個芯片之間的連接狀態將會進入回環模式。在兩顆芯片的內部都有指示連接狀 態的內部狀態機或者寄存器，芯片內部的程序通過讀取內部狀態機或者寄存器的值就可以 確定連接是否進入了回環模式。
[0025] 如果發現所述USB 3.0芯片，包括第一 USB 3.0芯片或者第二USB 3.0芯片，在線 纜連接后，能夠進行數據的傳送，但無法得到特殊的序列，即無法建立回環模式，說明待測 USB 3. 0線纜沒有將第一 USB 3. 0芯片和第二USB 3. 0芯片有效的連接起來，所述待測USB 3.0線纜不能用于實際使用。上述情況包括第一 USB 3.0芯片發送特殊的序列，但第二USB 3. 0芯片接收不到，或者只能接收到部分序列，從而導致無法建立回環模式，或者說雖然第 二USB 3.0芯片接收了特殊的序列，但第一 USB 3.0芯片無法接收到返回的特殊的序列，從 而導致無法建立回環模式。
[0026] 如果兩個芯片能夠通過特殊的序列進入回環模式，則根據第一 USB 3.0芯片1中 的錯誤數來判斷待測USB 3. 0線纜3的質量情況。
[0027] 進一步優選的，第一 USB 3.0芯片1中的錯誤數可能很大，此時可以設置一個閾 值，當錯誤數大于所述閾值時，認為測試失敗，所述待測USB 3. 0線纜在實際使用中可能會 遇到問題。
[0028] 其中，錯誤數的計算公式為： 錯誤數=錯誤率*測試時間*數據速率。
[0029] USB 3. 0的速度速率為5Gbps。使用者可以規定線纜允許的錯誤率，例如10_1(1，那 么就可以根據測試時間設定相應的閾值。
[0030] 實施例2 : 參見附圖2,公開了根據本發明的另一具體實施例的USB 3. 0測試方法的測試機構圖。 實施例2與實施例1基本相同，不同的是，還具有顯示裝置4,所述顯示終端4用于顯示從第 一 USB 3. 0芯片中讀取的錯誤數據。
[0031] 其中，所述第一 USB 3.0芯片通過串口或其他方式將錯誤數發送給電腦而后傳遞 給顯示終端，或者直接發送給諸如LCD的顯示終端進行顯示。
[0032] 所述USB 3.0芯片包括USB 3.0主機中的芯片、USB 3.0集線器中的芯片，或者其 他用途的芯片。
[0033] 在一個具體的實施例中，USB 3.0接口芯片可選用Cypress公司的FX3芯片。該 芯片自帶USB 3.0邏輯電路和ARM9處理器核心。ARM9處理器可以讀取USB 3.0接口的狀 態并對USB 3.0接口進行操作。因此處理器可以進行如下操作： 1. 讓USB 3.0接口在檢測到線纜連接后，發送特殊的序列，嘗試建立回環模式； 2. 根據是否收到特殊的序列，確認USB 3.0鏈接進入回環模式； 3. 讀取回環模式下錯誤數； 4. 通過串口或其他方式將讀取到的錯誤數發送給電腦，或者通過LCD進行顯示。例如， FX3上有不少GPI0,挑出兩根提取錯誤數據即可驅動IXD進行顯示。
[0034] 具體而言，所述第一 USB 3. 0芯片1中的程序進行如下步驟： 1. 引導線纜連接，發送特殊的序列，嘗試進入回環模式； 2. 判斷鏈接狀態，確認USB 3.0鏈接進入回環模式； 3. 進行錯誤計數并進行顯示。
[0035] 所述第二USB 3. 0芯片2中的程序職責較為簡單，只需使能芯片的USB 3. 0接口 即可。
[0036] 實施例3 : 本發明還公開了一種USB 3.0線纜測試裝置，包括第一 USB 3.0芯片1，第二USB 3.0 芯片2,連接在兩顆USB 3. 0芯片之間的待測USB 3. 0線纜3,以及顯示裝置4,該測試裝置 利用上述的測試方法進行測試。
[0037] 本發明所述的待測USB 3. 0線纜，包括USB 3. 0銅纜和USB 3. 0有源光纜。
[0038] 本發明使用兩顆USB 3. 0芯片通過待測USB 3. 0線纜連接后進入USB 3. 0的回環 模式，并在回環模式中通過讀取USB 3.0芯片內部的錯誤計數來判斷待測USB 3.0線纜的 質量。如果無法進入回環模式，說明線纜質量很差，測試失敗。如果測試過程中錯誤數超過 設定的閾值也可以認為測試失敗。
[0039] 因此，本發明只需要采用USB 3.0芯片，包括USB 3.0主機或者USB 3.0集線器中 的USB 3.0芯片，通過回環模式進行線纜測試。具有如下特點： 1、體積小。無論是USB 3.0主機或者USB 3.0集線器中的USB 3.0芯片，體積都非常 小。根據該方法制作的測試裝置，僅僅包含USB 3.0芯片，體積完全可以控制在10X10X5cm 以內。
[0040] 2、操作簡便。現有的人工測試，需要在電腦中使用1-2個軟件來觀察USB 3. 0設 備能否正常工作，測試過程中需要使用鼠標/鍵盤進行軟件操作。相比之下，根據該方法制 作的測試儀，可以只需按一個按鈕，并觀察顯示裝置就可以。
[0041] 本發明的測試方法和測試裝置，利用了 USB 3. 0規范中的回環模式，模擬一種真 實的運行環境，數據真實可靠，且操作方式簡單。僅僅使用兩顆USB 3.0芯片，其價格要遠 遠低于專業測試儀器。而且測試過程還模擬了最終用戶的使用過程，因此測試結果和USB 3.0線纜在最終使用過程中的表現有較好的一致性。而且測試過程中人工參與很少，每個操 作工可以同時操作多個測試項目，大大提高了測試效率。
[〇〇42] 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的【具體實施方式】僅限于此，對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由所 提交的權利要求書確定保護范圍。
【權利要求】
1. 一種USB 3. 0線纜測試方法，包括第一 USB 3. 0芯片，第二USB 3. 0芯片，以及連接 在兩顆USB 3. 0芯片之間的待測USB 3. 0線纜， 其特征在于所述USB 3.0線纜測試方法為，將兩個USB 3.0芯片設置進入回環模式，其 中第一 USB 3.0芯片通過所述待測USB 3.0線纜向第二USB 3.0芯片發送數據，第二USB 3.0芯片將收到的數據返回給第一 USB 3.0芯片，觀察USB 3.0芯片回環模式訓練結果，判 斷所述待測USB 3.0線纜是否正常。
2. 根據權利要求1所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 如果發現所述USB 3.0芯片，無法進入回環模式，則說明所述待測USB 3.0線纜不能用 于實際使用。
3. 根據權利要求1或2所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 如果能夠進入回環模式，則根據第一 USB 3.0芯片中的錯誤數來判斷待測USB 3.0線 纜的質量情況。
4. 根據權利要求3所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 設置一個閾值，當第一 USB 3. 0芯片中的錯誤數大于所述閾值時，認為測試失敗，所述 待測USB 3. 0線纜在實際使用中可能會遇到問題。
5. 根據權利要求4所述的USB 3.0線纜測試方法，其特征在于： 可以利用如下公式計算錯誤數： 錯誤數=錯誤率*測試時間*數據速率。
6. 根據權利要求5所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 其中，數據速率為5Gbps，錯誤率為1(Γ1(Ι。
7. 根據權利要求6所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 還具有一顯示終端，所述第一 USB 3. 0芯片通過串口或其他方式將錯誤數發送給電腦 而后傳遞給顯示終端，或者直接發送給諸顯示終端進行顯示。
8. 根據權利要求2-7中任意一項所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 所述USB 3.0芯片包括USB 3.0主機中的芯片、USB 3.0集線器中的芯片，或者其他用 途的芯片。
9. 根據權利要求2-7中任意一項所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 所述的待測USB 3. 0線纜，包括USB 3. 0銅纜和USB 3. 0有源光纜。
10. -種USB 3. 0線纜測試裝置，其特征在于： 包括第一 USB 3.0芯片，第二USB 3.0芯片，連接在兩顆USB 3.0芯片之間的待測USB 3.0線纜，以及顯示裝置。
【文檔編號】G01R31/02GK104090198SQ201410311680
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2014年7月2日
【發明者】江輝, 李笑天, 湯金寬 申請人:長芯盛（武漢）科技有限公司