USB 3.0實(shí)測(cè)評(píng)鑒與報(bào)告：快速領(lǐng)略問(wèn)題癥結(jié)與解決方案

 

　　問(wèn)題分享二：LFPS低頻周期信號(hào)的振幅不符合規(guī)范(800 mV<= X <=1.200mV)。

　　在驗(yàn)證USB 3.0的過(guò)程中，另一項(xiàng)重要的測(cè)試LFPS(Low Frequency Periodic Signaling)信號(hào)，目的為驗(yàn)證LFPS在經(jīng)過(guò)一定的傳輸信號(hào)長(zhǎng)度后，其衰減值是否仍在規(guī)范之內(nèi)，以確保USB 3.0的傳輸速度與質(zhì)量。

　　首先，根據(jù)USB 3.0的規(guī)范指出，其LFPS差分訊號(hào)的正常范圍應(yīng)屬800 mV至1200mV之間。在測(cè)試我們選用的USB3.0產(chǎn)品時(shí)發(fā)現(xiàn)，其差分訊號(hào)測(cè)得604.4mV，并不符合協(xié)會(huì)規(guī)范。因此，我們從訊號(hào)的衰減因素著手進(jìn)行解決方案，發(fā)現(xiàn)原因是由訊號(hào)復(fù)元組件也就是Repeater(Redriver)所造成，現(xiàn)今許多裝置為了方便消費(fèi)者使用，外嵌許多USB接口，但不是每個(gè)接口都直接建置在主機(jī)版上，為了讓更多的USB接口可以延伸到各個(gè)位置，需要透過(guò)額外加的Cable來(lái)延長(zhǎng)，這時(shí)訊號(hào)的傳遞就可能受到Chip與接口傳輸距離過(guò)長(zhǎng)造成訊號(hào)質(zhì)量嚴(yán)重衰減。此時(shí)透過(guò)Repeater可讓原始訊號(hào)在經(jīng)過(guò)延長(zhǎng)后的傳輸距離后作一個(gè)重整與還原的動(dòng)作，使訊號(hào)維持一定的強(qiáng)度。但Repeater的參數(shù)(EX: Gain)若調(diào)整不正確，將會(huì)造成錯(cuò)誤的行為及振幅，而在我們重新更換過(guò)Repeater之后，立即發(fā)現(xiàn)如圖四的結(jié)果，其差分訊號(hào)下降至1080.4mV并符合協(xié)會(huì)規(guī)范。

　　這項(xiàng)問(wèn)題肇因即可說(shuō)明，如果USB 3.0主機(jī)芯片和連接器之間的距離太長(zhǎng)，就會(huì)出現(xiàn)訊號(hào)幅度明顯衰減的狀況。若為了改善此情況而加入Repeater，其參數(shù)必須調(diào)整至一個(gè)最適當(dāng)?shù)闹?。Repeater所重整還原出來(lái)的訊號(hào)不一定符合系統(tǒng)或規(guī)范要求，有時(shí)候訊號(hào)經(jīng)過(guò)Repeater的重整還原之后，雖然訊號(hào)強(qiáng)度得到了補(bǔ)償;但因參數(shù)調(diào)整不正確，使其訊號(hào)振幅過(guò)大超出規(guī)范，所以Repeater的使用需要經(jīng)過(guò)精密的設(shè)定與驗(yàn)證，才能得到最正線的傳輸訊號(hào)的穩(wěn)定質(zhì)量。　　

 

　　問(wèn)題分享三：從hybrid sleep恢復(fù)后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生重置動(dòng)作或USB裝置無(wú)法續(xù)傳。

　　不同于前兩項(xiàng)屬于electrical或硬件端的問(wèn)題，我們觀察到也有因?yàn)檐浖O(shè)定而導(dǎo)致測(cè)試失敗。這次我們用USB協(xié)會(huì)定義使用的三項(xiàng)USB產(chǎn)品(known good device)來(lái)作主機(jī)軟件端的兼容性測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中一項(xiàng)產(chǎn)品在從睡眠模式(hybrid sleep)中恢復(fù)后，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)reset或USB傳輸中斷的狀況。根據(jù)協(xié)會(huì)規(guī)范，當(dāng)USB正在傳輸檔案時(shí)，即使進(jìn)入睡眠模式后再重新啟動(dòng)，應(yīng)要做續(xù)傳的動(dòng)作，如果發(fā)生停止或reset的狀況即為測(cè)試失敗。

　　因此，我們從這個(gè)問(wèn)題肇因可以發(fā)現(xiàn)USB傳輸效能與系統(tǒng)供電的關(guān)聯(lián)性。其他兩項(xiàng)USB產(chǎn)品皆是屬于Self -Power的產(chǎn)品，因此在系統(tǒng)進(jìn)入hybrid sleep后在重新復(fù)蘇啟動(dòng)OS時(shí)，由于產(chǎn)品自我供電的特性，使產(chǎn)品不會(huì)因?yàn)樗B接的Host中斷V_BUS供電而在回到操作系統(tǒng)時(shí)做reset的動(dòng)作，使原本的傳輸中斷。反之，在這個(gè)測(cè)試出現(xiàn)失敗的產(chǎn)品中，因?yàn)槭菍貰us-Power產(chǎn)品，其供電接來(lái)自于所連接的Host，因此從hybrid sleep蘇醒時(shí)，其產(chǎn)品會(huì)因Host供應(yīng)的V_BUS不足(或中斷)導(dǎo)致來(lái)不及在回到操作系統(tǒng)前完成resume的動(dòng)作，造成reset或中斷傳輸?shù)膭?dòng)作。基本上，我們推測(cè)其為產(chǎn)品BIOS的問(wèn)題，因此在我們更換過(guò)產(chǎn)品的BIOS后，即可解決此供電狀況的問(wèn)題(如圖五和圖六)。特別的是，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)今許多USB產(chǎn)品為了主打省電的功能，各家的BIOS都不盡相同;但為符合協(xié)會(huì)規(guī)范，其最低要求是系統(tǒng)從hybrid sleep的狀態(tài)恢復(fù)時(shí)，至少要能來(lái)得及反應(yīng)并啟動(dòng)OS，才不會(huì)造成其他裝置動(dòng)作出現(xiàn)中斷或系統(tǒng)發(fā)生reset的情況。