CN102521097B - 一种usb信号测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种USB信号测试方法，与示波器连接的差分探头连接至测试夹具中的信号质量测试模块中的测试点，与该信号质量测试模块对应的所述测试夹具中的USB短线与被测计算机的被测USB端口连接，所述方法包括：通过示波器上的测试软件的信号质量测试页面接收到信号质量的测试项信息时，根据测试项信息确定当前的信号测试项目；通过信号质量测试页面的设备标识菜单接收被测USB端口的标识信息；通过测试软件的配置界面对本次信号质量测试进行相应的配置；接收到来自被测USB端口的测试数据包；通过信号质量测试页面的运行项接收到运行指令后进行相应的测试工作；向显示界面输出与所述测试数据包对应的波形以便测试人员观察连续显示的波形是否正确。

Description

一种USB信号测试方法
技术领域
本发明涉及计算机信号测试技术，尤其涉及一种USB信号测试方法。
背景技术
通用串行总线(USB2.0)是一种连接规范，它面向的是计算机外部连接的外设，以消除打开计算机机箱、为某些设备安装所需板卡的麻烦。对用户来说，USB标准设备意味着易用性、扩展能力和速度。在出厂之前，设备的USB必须正确检定设计，验证是否满足行业标准。因此需要通过合理有效的信号测试及检验方法来对USB信号进行测试以保证设备USB的有效性和稳定性。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种USB信号测试方法，能够有效地对USB信号进行测试从而保证设备USB的有效性和稳定性。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种USB信号测试方法，其中示波器与差分探头连接，所述差分探头连接至测试夹具中的信号质量测试模块中的测试点，与该信号质量测试模块对应的所述测试夹具中的USB短线与被测计算机的被测USB端口连接，所述方法包括：
打开所述示波器上的测试软件的信号质量测试页面；
通过所述信号质量测试页面接收到信号质量的测试项信息时，根据所述测试项信息确定当前的信号测试项目；
通过所述信号质量测试页面的设备标识菜单接收所述被测USB端口的标识信息；
通过所述测试软件的配置界面对本次信号质量测试进行相应的配置；
接收到来自被测USB端口的测试数据包；
通过所述信号质量测试页面的运行项接收到运行指令后，根据所述运行指令进行相应的测试工作；
向所述示波器的显示界面输出与所述测试数据包对应的波形以便测试人员可观察所述显示界面上连续显示的波形是否正确。
在可选实施方式中，在接收到来自被测USB端口的测试数据包的步骤之前，所述USB信号测试方法还包括以下步骤：
打开所述被测计算机端的用于发送测试软件包到所述示波器的测试数据包产生软件后，进行测试数据包配置以产生符合要求的测试数据包；
通过所述被测计算机端的测试界面接收到运行指令时，产生测试数据包并输出所述测试数据包到所述被测USB端口从而所述测试数据包经所述测试夹具和所述差分探头至所述示波器。
在可选实施方式中，所述USB信号测试方法还包括：
在向所述示波器的显示界面输出与所述测试数据包对应的波形时，发送波形是否正确的提示页面给所述显示界面；
在通过所述提示页面接收到确认波形正确的消息时结束所述信号质量测试。
在进一步的实施方式中，本发明的USB信号测试方法还包括：
将与所述被测USB端口相邻的USB端口连接到所述测试夹具的信号衰减测试模块的衰减测试负载部分，将控制所述信号衰减测试负载部分开关拨至500mA负载；
将所述被测USB端口连接至所述测试夹具的信号衰减测试端，并通过所述测试夹具上的USB电缆连接至所述衰减测试负载部分的负载电流端口；
将一与所述示波器连接的单端探头连至信号衰减测试部分的Vbus接口，并且所述探头接地端接地；
将另一与所述示波器连接的单端探头连至信号衰减测试部分的osc接口，并且所述探头接地端接地；
打开所述示波器上的所述测试软件的信号衰减测试页面；
通过所述信号衰减测试页面的配置菜单进行相应的配置；
接收到来自被测USB端口的测试数据包；
通过所述信号衰减测试页面的运行项接收到运行指令，根据所述运行指令进行相应的测试工作；
向所述示波器的显示界面输出输出相应的波形以便测试人员观察所述测试数据包传输的衰减情况。
在进一步的实施方式中，本发明的USB信号测试方法还包括：
通过USB电缆将被测计算机的被测USB端口与所述测试夹具的设备测试模块的测试点相连；
将所述测试夹具的DUT端与已验证的USB设备连接；
将与所述示波器连接的两单端探头分别连至所述测试夹具的D+和D-端，探头接地端接地；
接收到来自被测USB端口的测试数据包；
通过所述测试软件的数据包测试页面的运行项接收到运行指令后，根据所述运行指令进行相应的测试工作；
向所述示波器的显示界面输出相应的所述测试数据包的波形以便测试人员观察。
在进一步的实施方式中，本发明的USB信号测试方法还包括：
通过所述被测计算机对所述已验证的USB设备进行枚举总线操作。
通过本发明的对USB端口进行测试的USB信号测试方法，可有效地对USB信号进行验证以保证被测计算机的被测USB的有效性和稳定性。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的USB信号测试方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地详细描述。
根据本发明一实施例的一种USB信号测试方法，其使用的USB信号检测装置包括示波器，例如DPO72004示波器，差分探头和USB测试夹具，例如TDSUSBF测试夹具(Tektronix Technology Co.，Ltd.开发)。将TDSUSB测试软件安装在DPO72004示波器中。将HS electrical test tool软件安装在被测计算机中，其包括用于发送测试数据包至被测USB端口。
测试时，将差分探头连接至测试夹具中的信号质量测试模块中的测试点。
例如对于TDSUSBF测试夹具，差分探头连接至其J15测试点，HOST SQ。连接时确定探头的正负极正确。然后将测试夹具中的与信号质量测试模块对应的USB短线与被测计算机的被测USB端口连接。
根据本发明一实施例的USB信号的测试方法包括对USB信号质量进行测试。其中，对信号质量进行测试包括对USB信号在高速传输速率时的信号质量进行测试，在低速传输速率时的信号质量进行测试以及在全速传输速率时的信号质量进行测试等。
根据本发明一实施例的对USB信号在高速传输速率时的信号质量进行测试的测试方法包括：
S101，在示波器上打开TDSUSB测试软件后，接收到所述测试软件的高速测试(High Speed)页面的选择消息时，打开所述高速测试页面。
在本发明可选实施方式中，示波器通过所述测试软件的界面接收到默认设置信息后根据默认设置信息将测试软件恢复到默认设置。在进一步的可选实施方式中，在将测试软件恢复到默认设置之前设置示波器为默认设置。
S102，通过所述高速测试页面的信号质量测试菜单接收到信号质量的测试项信息时，根据所述测试项信息确定当前的信号测试项目。
在本发明实施例中，信号测试项目可以包括信号速率、EOP宽度、上升时刻、下降时刻等。
S103，通过所述高速测试页面的设备标识菜单接收被测USB端口的标识信息(ID信息)。
S104，通过所述测试软件的配置界面对本次信号质量测试进行相应的配置。
在一实施方式中，点击高速测试页面中的配置项从而打开配置界面，在Tier中选择Tier 6，信号方向(Signal direction)中选择下行数据流(DownStream)，以及在测试点(Test Point)中选择Near End。在另一实施方式中，可以是通过测试软件的总菜单项中进入配置界面从而对本次信号质量测试进行配置。
S105，接收到来自被测USB端口的测试数据包。
在本发明一实施例中，被测计算机在打开High Speed Electrical Test Tool(USBHSET，该软件是USB组织官方的测试USB的软件.http://www.usb.org/developers/docs#comp_test_procedures)软件并进入主机测试(Host Test)界面后，当通过所述主机测试界面接收到运行指令时，产生测试数据包并发送所述测试数据包到被测USB端口从而所述测试数据包通过所述被测USB端口经所述测试夹具传送到示波器。
S106，通过所述测试软件的信号质量测试页面的运行项接收到运行指令后，根据所述运行指令开始进行相应的测试工作。
S107，向显示界面发送与所述测试数据包对应的波形以便测试人员可观察示波器上连续显示的波形是否正确，以及发送波形是否正确的提示页面给显示界面显示。测试人员在观察到测试数据包正确显示时，点击显示屏上的波形是否正确提示页面中的确认项。
S108，在接收到确认波形正确的消息时结束测试。
在进一步的实施方式中，如果示波器显示波形被剪切的提示，则调整示波器的Vertical设置以确保信号完整。
当需要对测试电脑的其他USB端口进行测试时，将测试夹具中的与信号质量测试模块对应的USB短线与之前的被测USB端口断开连接，并且与当前的被测USB端口连接。然后重复步骤S105-S108。
在进一步的实施方式中，被测电脑和示波器存储测试过程中获得的测试数据和/或文件。
在本发明实施例中，通常而言，TDSUSB软件可以正常触发和显示正确的测试包，在示波器软件菜单中选择File-＞Preferences-＞Advanced，在Packet Identification中选择user using Cursors。将指针范围设在数据包的同步包到EOP(End Of Package，数据包结束)的范围内
根据本发明进一步的实施例，所述USB信号测试方法还包括对USB信号进行输出信号衰减测试。该测试用于验证被测计算机的USB端口输出的信号随传输的衰减速率情况。其中，以TDSUSBF测试夹具为例对USB信号进行输出信号衰减测试的步骤包括：
S201，将与被测USB端口相邻的USB端口连接到TDSUSBF测试夹具的Droop测试模块的Droop测试负载部分(Droop test load)，将控制所述Droop测试负载部分的开关拨至500mA负载。
S202，将被测USB端口连接至测试夹具的Droop Test短线，并通过USB电缆连接至衰减测试负载部分的负载电流端(例如Droop test Load的J5端口)，USB电缆一端为A口一端为B口。
S203，将一单端探头连至Droop测试模块的信号衰减测试部分(Drooptested)的Vbus接口，J13，并且探头的接地端接地。
S204，将另一单端探头连至Droop测试负载部分的osc接口，J6，并且探头接地端接地。
测试夹具接上电源，被测USB端口为port1，但量测为邻近USB端口port2的Vbus。
S205，在打开TDSUSB测试软件后，接收到选择Droop测试项的消息时打开相应的Droop测试页面。
S206，通过Droop测试页面的Configure菜单中的Source项确定对应的输入通道。具体地，一个示波器一般是4个通道，1、2、3和4，该项测试哪个通道都可以使用，根据示波器探头使用的通道确定Source项中的对应的输入通道。
S207，接收到来自被测USB端口的测试数据包。
S208，通过所述测试软件的Droop测试界面接收到运行指令，根据所述运行指令进行相应的测试工作。其中，步骤S207和步骤S208的顺序是可选的。
S209，示波器输出相应的波形以便测试人员观察所述测试数据包传输的衰减情况。
在进一步的实施方式中，显示界面输出的Droop波形的同时还输出相应测试项是否通过的提示信息，例如PASS或Fail。
在进一步可选实施方式中，测试人员在观测到Vbus波形稳定后，可以点击提示波形是否正确的界面上的确认项。示波器接收到波形正确的确认消息时，结束当前的Droop测试。
根据本发明进一步的实施例，所述USB信号测试方法还包括对USB信号进行Chrip测试。该测试用于对被测计算机的USB端口发送的测试数据信号包进行测试。其中，以TDSUSBF测试夹具为例对USB信号进行Chrip测试包括：
S301，通过USB电缆将被测计算机的被测端口与测试夹具的J37测试点，Device SQ Test部分相连。USB电缆一端接口为B口，一端为A口。
S302，将测试夹具的DUT(Device Under Test，测试中的设备)端与USB设备连接。该设备可以是已验证的高速USB设备，比如U盘。
S303，将与示波器连接的两单端探头分别连至测试夹具的J34测试点的D+和D-端，探头接地端接地。通过单端探头测得D+端的DC电压值，以及D-端的DC电压值。
S304，将测试夹具的S6开关拨至Init位置。其中测试夹具与电源相连接，S6开关有2个方向，一边印有Init，这是为了区分用的，当S6开关拨向Init时，测试夹具的该测试模块的电源接通，从而该测试模块的功能可以正常使用。
S305，接收到来自被测USB端口的测试数据包。
S306，示波器通过所述测试软件的Chirp测试界面接收到运行指令后，根据所述运行指令进行Chirp测试。
具体的，打开TDSUSB测试软件下的Analysis项的USB 2.0 testpackage，选择Chirp测试项并点击运行按钮。另外，在被测计算机上打开HS Electical Test Tool软件，对被测USB设备进行枚举总线(EnumerateBus)操作。其中，步骤305和步骤S306的顺序是可选的。
S307，示波器输出相应的测试数据包的波形以便测试人员观察。
在进一步的实施方式中，显示界面输出的Chirp波形的同时还输出相应测试项是否通过的提示信息，例如PASS或Fail。
在进一步可选实施方式中，测试人员在观察到Chirp波形正确后，可以点击提示波形是否正确的界面上的确认项。示波器接收到波形正确的确认消息时，结束当前的Chirp测试。
在进一步的实施方式中，所述USB信号测试方法还包括对USB信号进行数据包参数测试(Packet Parameters)，其中测试连接参照对USB信号进行Chrip测试部分的描述。然后示波器通过所述测试软件的PacketParameters测试界面接收到运行指令后，根据所述运行指令进行PacketParameters测试。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案的USB信号测试方法对USB端口进行测试，可有效地对USB信号进行验证以保证USB端口的有效性和稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种USB信号测试方法，其中，示波器与差分探头连接，所述差分探头连接至测试夹具中的信号质量测试模块中的测试点，与该信号质量测试模块对应的所述测试夹具中的USB短线与被测计算机的被测USB端口连接，所述方法包括：
打开所述示波器上的测试软件的信号质量测试页面；
通过所述信号质量测试页面接收到信号质量的测试项信息时，根据所述测试项信息确定当前的信号测试项目；
通过所述信号质量测试页面的设备标识菜单接收所述被测USB端口的标识信息；
通过所述测试软件的配置界面对本次信号质量测试进行相应的配置；
接收到来自被测USB端口的第一测试数据包；
通过所述信号质量测试页面的运行项接收到运行指令后，根据所述运行指令进行相应的测试工作；
向所述示波器的显示界面输出与所述测试数据包对应的波形以便测试人员观察所述显示界面上连续显示的波形是否正确；
进一步地，所述方法还包括：
将与所述被测USB端口相邻的USB端口连接到所述测试夹具的信号衰减测试模块的衰减测试负载部分，将控制所述信号衰减测试负载部分开关拨至500mA负载；
将所述被测USB端口连接至所述测试夹具的信号衰减测试端，并通过所述测试夹具上的USB电缆连接至所述衰减测试负载部分的负载电流端口；
将一与所述示波器连接的单端探头连至信号衰减测试部分的Vbus接口，并且所述探头接地端接地；
将另一与所述示波器连接的单端探头连至信号衰减测试部分的osc接口，并且所述探头接地端接地；
打开所述示波器上的所述测试软件的信号衰减测试页面；
通过所述信号衰减测试页面的配置菜单进行相应的配置；
接收到来自被测USB端口的第二测试数据包；
通过所述信号衰减测试页面的运行项接收到运行指令，根据所述运行指令进行相应的测试工作；
向所述示波器的显示界面输出相应的波形以便测试人员观察所述测试数据包传输的衰减情况。
2.根据权利要求1所述的USB信号测试方法，其特征在于，在接收到来自被测USB端口的测试数据包的步骤之前，所述方法还包括：
打开所述被测计算机端的用于发送测试软件包到所述示波器的测试数据包产生软件后，进行测试数据包配置以产生符合要求的测试数据包；
通过所述被测计算机端的测试界面接收到运行指令时，产生测试数据包并输出所述测试数据包到所述被测USB端口从而所述测试数据包经所述测试夹具和所述差分探头至所述示波器。
3.根据权利要求2所述的USB信号测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
在向所述示波器的显示界面输出与所述测试数据包对应的波形时，发送波形是否正确的提示页面给所述显示界面；
在通过所述提示页面接收到确认波形正确的消息时结束所述信号质量测试。
4.根据权利要求1所述的USB信号测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过USB电缆将被测计算机的被测USB端口与所述测试夹具的设备测试模块的测试点相连；
将所述测试夹具的DUT端与已验证的USB设备连接；
将与所述示波器连接的两单端探头分别连至所述测试夹具的D+和D-端，所述探头接地端接地；
接收到来自被测USB端口的第三测试数据包；
通过所述测试软件的数据包测试页面的运行项接收到运行指令后，根据所述运行指令进行相应的测试工作；
向所述示波器的显示界面输出相应的所述测试数据包的波形以便测试人员观察。
5.根据权利要求4所述的USB信号测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述被测计算机对所述已验证的USB设备进行枚举总线操作。
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