串行數(shù)據(jù)一致測試及調(diào)試系列之五--巧妙測試嵌入式USB2.0主機

（2）并且原廠的測試是在CFE模式下通過下載運行特定的測試程式來進行測試，在這個階段，并沒有實現(xiàn)USB Hub的初始化以及配置字的操作，也就是說USB Hub是不可控的無法進入測試模式的設(shè)定。我們的多USB主機端口的應(yīng)用設(shè)計使得系統(tǒng)架構(gòu)中加入了USB Hub進行中繼，已經(jīng)超出了原廠設(shè)計的USB測試狀態(tài)機控制范疇，導(dǎo)致了無法通過原廠提供的測試命令進行測試。再次和原廠技術(shù)支持討論新的測試程式的開發(fā)從時間說來看已經(jīng)不實際了，客戶非常關(guān)注并要求我們必須盡快給到USB 主機的測試報告。第一次進行嵌入式USB 主機測試就遇到如此棘手的問題，工程師們一時間束手無策。有沒有另外的方法呢？

3問題分析解決

在和客戶方面的資深工程師分析和討論之后，我們有了一個非常巧妙的解決方案，當(dāng)然還需要實際的測試來驗證。USB專業(yè)測試人員都知道，USB IF針對USB一致性測試提供了一個專用測試工具 （USB-IF HS Electrical Test Tool）以方便開發(fā)者進行相關(guān)的USB測試。但這個工具只能運行在PC主機上，而我們的嵌入式系統(tǒng)其實也是通過相應(yīng)的底層命令來實現(xiàn)這個工具相關(guān)的測試功能。從測試拓撲來看，我們目前的問題主要在于嵌入式控制主機無法實現(xiàn)對USB Hub的控制和測試模式設(shè)定。從控制系統(tǒng)的角度來說，不管是嵌入式控制主機還是PC主機都實現(xiàn)的是USB主機控制器的作用，也就是說我們可以使用PC主機替代嵌入式控制主機，在一臺裝有USB-IF HS Electrical Test Tool的PC上對產(chǎn)品板級USB Hub進行Down Stream Facing Port的Test Packet測試了。當(dāng)然，我們首先要斷開嵌入式控制主機與USB Hub之間的Up Stream Facing Port并飛線與PC主機的USB接口連接。因為測試單扳本身提供5V供電，所以我們只需要飛出D+/D-/GND三線即可。完成后的圖示如下：

我們使用了一臺裝有USB-IF HS Electrical Test Tool的ThinkPad R51作為控制平臺，在按照上面的圖示進行測試連接并將產(chǎn)品上電之后我們在測試工具中選擇了Hub類測試并發(fā)現(xiàn)了板級的USB Hub。我們已經(jīng)初步實現(xiàn)了之前關(guān)于控制系統(tǒng)的設(shè)想，圖示如下：

在圖示中的Port Control欄中選擇Test Packet命令，在相應(yīng)的Port欄中選擇我們需要測試的端口如1，示波器上出現(xiàn)了我們期待已久的信號波形（如下）。按照Lecroy示波器USB2.0測試軟件中的Step by Step，示波器很快就完成了測試并輸出了分析報告。有專業(yè)的分析工具就是不一樣，我們根據(jù)測試報告中的關(guān)鍵測試數(shù)據(jù)，優(yōu)化了我們的電路設(shè)計使得主機接口的信號更加理想（圖示如下，本文中不對分析內(nèi)容進行展開）。

三 測試總結(jié)

此次嵌入式USB2.0主機接口眼圖的測試到此算是順利完成了，重新回顧一下我們的測試過程，感觸頗深?？梢哉f因為是第一次進行USB高速主機接口的測試，前期的準備工作并不是很充分。但正是有這些突如其來的問題，讓我們可以更加深入的理解和分析USB技術(shù)的原理和測試方法，有很多的收獲和經(jīng)驗和大家一起分享：

仔細和深入的解讀產(chǎn)品的規(guī)范是我們順利進行測試的基礎(chǔ)和依據(jù)，例如此次的USB2.0 SPEC。所有的設(shè)計和測試都是依據(jù)規(guī)范展開的，只有解讀了規(guī)范，才能保證理解USB2.0的內(nèi)部架構(gòu)和狀態(tài)控制機，才能保證測試的順利進行。

真正理解控制系統(tǒng)，此次測試的關(guān)鍵在于工程師首先理解的USB2.0 SPEC的同時大膽進行了控制主機的假定替代。用歸一化的方法來審視我們的控制系統(tǒng)以及層次化系統(tǒng)功能層面是我們進行測試設(shè)計創(chuàng)新的保證。

一套真正專業(yè)實用的分析設(shè)備和工具非常關(guān)鍵，此次使用的美國力科（Lecory）的數(shù)字示波器和USB2.0分析軟件對于我們高效的分析信號和準確的定位問題非常關(guān)鍵。有了專業(yè)儀器廠商的支持才能確保產(chǎn)品的開發(fā)進度和質(zhì)量。

當(dāng)然，USB主機信號質(zhì)量的測試不僅僅是眼圖部分，USB IF關(guān)于USB2.0一致性測試規(guī)范還有很多的測試項目需要完成。而且對于嵌入式USB測試而言，會面臨更多的挑戰(zhàn)，希望本文可以給到從事嵌入式USB開發(fā)測試的工程師一些思路和借鑒。

[參考文獻]

1：Universal Serial Bus Specification Revision 2.0,USB IF

2：USB2_OperatorsManual_RevD ,LeCroy Corporation