USB3.1在技术和电气测试上的挑战
别被USB3.1忽悠了Type-CU盘根本没那么快!

别被USB3.1忽悠了Type-CU盘根本没那么快!如今标配USB Type-C接口的“手机U盘”大热,这种U盘还有同时配备了Type-C和标准USB两个接口的“双头U盘”(又称OTG U盘)。
问题来了,很多Type-C U盘和双头U盘都拿USB3.1作为卖点,只是这种宣传实际都是骗人的!U盘的规范名称应该是“闪存盘”,所以下文我们将以闪存盘作为主角。
由于USB Type-C理论支持USB3.1接口,因此很多配备该接口的“双头闪存盘”也都将USB3.1作为了主打卖点。
然而,此类产品的读写速度却连USB3.0标准都达不到,普遍只有100MB/s的读取和不足50MB/s的写入速度。
在闪存盘领域,所谓的USB3.1都是“USB3.1 Gen1”,它其实就是USB3.0的“马甲”,理论传输速率只有5Gb/s。
真正的USB3.1应该是传输速率可达10Gb/s的“USB3.1 Gen2”。
遗憾的是,闪存盘受限于Flash和主控芯片的性能限制,其实际读写速度远远低于USB3.0的理论带宽。
以目前闪存盘领域的绝对标杆,金士顿HyperX Savage系列闪存盘为例,其读写速度约为350MB/s和180MB/s(64GB版),也未能突破USB3.0的带宽“封锁”。
不过,金士顿在产品资料中明确注明了HyperX Savage闪存盘“符合USB3.1 Gen1”规格,并没有玩什么文字游戏,拿咱们对USB3.1的误解做文章。
总之,无论“双头闪存盘”怎么把Type-C和USB3.1这两个卖点吹得天花乱坠,我们只要明白一点就可以:未来的很长一段时间内闪存盘领域不可能出现真正的USB3.1(USB3.1 Gen2),它们都是披着USB3.0的马甲而已!真正的USB3.1是留给以SSD作为存储介质的移动硬盘享用的,只有它们才能有机会发挥出10Gb/s理论带宽的潜力!。
能比USB3.0快多少?USB3.1速度对比实测

能⽐USB3.0快多少?USB3.1速度对⽐实测有关USB 3.1的话题我们已经讨论得够多了,⽽相关的产品近⽇也在陆续进⼊市场,其中尤其以为传统主机端设备提供扩展接⼝的主板最为活跃。
虽然Intel到下⼀代100系芯⽚组中仍不会提供原⽣的USB 3.1⽀持,但就像以前USB 3.0⼀样,在尚未有原⽣⽅案之前,都是以整合第三⽅的主控芯⽚提供新接⼝。
新接⼝下传输速度究竟能跑多快?下⾯就让我们来⼀探究竟。
USB 3.1有哪些提⾼?现在让我们⾸先来回顾下USB 3.1在功能上主要有了哪些⽅⾯的改进。
USB 3.1标准于2013年7⽉发布,最⼤理论带宽相⽐3.0时翻了⼀番,达到10Gb/s(Super Speed+)。
USB 3.1编码⽅式从此前USB 3.0的8b/10b换成了128b/132b,带宽损耗率从20%⼤幅下降到3%左右,换算之后带宽同样超过了1.2GB/s,这也意味着在真实使⽤中USB 3.1的极限传输速率有望接近1GB/s。
虽然像过去的升级⼀样,USB 3.1同样带来了更⾼的传输速率,并修复了此前存在的各⽅⾯问题,但⼈们谈论更多的都是随USB 3.1引⼊的全新Type-C接⼝。
与苹果的Lightning接⼝相似,Type-C接⼝取消了曾经的防呆保护设计,因此不分正反均可正常插⼊使⽤,免去了辨识插⼊⽅向的⿇烦。
⽽在尺⼨上,8.3mm×2.5mm⽐标准的Type-A也⼩了很多,仅⽐⽬前常⽤的USB 2.0 Micro B稍⼤,因此也特别适合⽤在各种轻薄设备上⾯。
但是如上图所⽰,USB 3.1的速度竟然也分了Gen1(5Gb/s)和Gen2(10Gb/s)两个版本,所以并⾮所有Type-C接⼝就⼀定是最⼤10Gb/s的版本,也可能只有5Gb/s的理论带宽,苹果的New MacBook就是⼀个很好的例⼦。
⽽USB 3.1 Type-C的另⼀个⼤卖点就是对移动设备充电能⼒的的增强。
USB 3.1接⼝下的供电最⾼允许标准⼤幅提⾼到了20V/5A(仅限于Type-A/B),能够提供达100W的供电输出能⼒。
泰克推出完善的USB 3.1一致性测试解决方案

Байду номын сангаас
张洋 , 1 9 8 9年 出生 , 毕业 于渤海 大学 , 现 为辽 宁工程 技
c i a l i n t e l l i g e n c e ,p r o c e s s c o n t r o l c o mp u t e r ,a n d a p p l i c a t i o n o f
I nt e r ne t o f t h i n g s a n d S O o n.
术 大学硕士研 究生 。 目前 主要研 究方 向为无线 传 感 网络 、
计 算机过程 控制等 。
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电脑USB3.1的优缺点

电脑USB3.1的优缺点推荐文章笔记本电脑推荐大全热度: 2017最好看的笔记本电脑是什么热度:dell电脑市场调研报告热度:笔记本电脑什么牌子好热度:3000-4000左右的台式电脑热度:如今在USB接口界最火爆的当然是USB3.1,那么USB3.1优点缺点有哪些呢!下面是店铺为大家整理的关于电脑USB3.1的优缺点,一起来看看吧!电脑USB3.1的优缺点USB3.1有什么优点?Type-C是什么?USB3.1顾名思义,就是USB3.0标准的升级版,除了升级了Logo 标志,主要就是提升了传输速度,并提供了更高的供电输出。
usb3.0和usb3.1的区别USB Type-C与传统USB接口相比拥有5大优势很多时候,我们会听到“USB3.1 Type-C”的说法,不过Type-C 其实与USB3.1无必然相关性,而Type-C只是说明USB接口的形状。
Type-A的USB接口就是我们日常最常见的那种,Type-B主要常见于显示器和移动硬盘,而Type-C就是不分正反面的新设计,线材更小,而且可以正反面随便插,非常方便、革新,所以受到热议。
USB3.1能有多快?为何速度还有不同?USB3.1能有多快?非常快,足够满足SSD的读写。
一般来说,我们看到的广告都是宣称USB3.1有10Gbps,但也有一些品牌宣称他们的USB3.1有32Gbps,为何有这样的区别呢?由于USB3.1目前还没有原生支持,所以速度取决于采用的芯片,更具体地说,取决于芯片以什么样的PCI-E通道连接到主板或CPU。
祥硕ASM1142芯片,它采用PCI-E 3.0 X2通道连接到主板芯片,所以它的速度等于以往的PCI-E 2.0 X4,即10Gbps(其实应该是16Gbps,但为了方便宣传、记忆和考虑到编码损耗问题,保守说成10Gbps)。
而Intel新出的USB3.1芯片,采用PCI-E 3.0 X4通道,因此它的带宽能够达到32Gbps。
USB 3.1 概述

不仅仅是速度提升 USB3.1新规格详解在今年的夏秋交汇之际,USB与SATA两个接口规格都发布了新方案。
首先是7月31日USB应用者论坛USB-IF发布了USB 3.1,接连着就是 8月8日SATA标准化团体SATA-IO释出的SATA Revision 3.2。
另英特尔今年将会全力推广传输速率达到20Gbps的Thunderbolt 2 关于USB3.1,从至今为止的新闻等等渠道了解到,速度将提升至理论10Gb/s,相比USB3.0规格提高了一倍以上。
然而USB3.1带给我们的不止是速度的提升,虽然USB3.1标准刚刚发布,距离应用还有一段时间,不过笔者在ascii.jp上已经看到了较为详细的介绍,今天笔者将该文编译下来,与国内读者分享。
USB2.0的高速版本USB3.0将线缆与接口都改为蓝色,那么USB3.1又将带给我们什么呢。
USB 3.1进一步提升传输速率在看到这篇文章之前,笔者也想不到USB 3.0标准发布已经有5年之久了。
可能由于Intel和微软方面原生支持的较晚,使得USB 3.0虽然众所周知,但受益者并不是那么广泛。
在通过高速U盘、搭载SSD的移动硬盘等使得外接存储设备迅猛提速的今天,不知不觉USB3.0的接口速度也已经到达极限了,对于标准制定者而言,是时候推出更新了。
看到这种需求,今年1月份,USB-IF(USB Implementers Forum,USB实施者论坛)中,尤其是USB 3.0开发推进小组「USB 3.0 Promoter group」发表称,下一代的USB传输规格定为10Gb/s,推出仅仅是时间问题。
USB 3.1 由于刚刚发布,各种不明确的地方还很多,不过还是在这里向大家说明一下与USB 3.0的不同之处。
首先是LOGO的改变,下面左图为USB 3.0,右图为从USB-IF的新闻稿中截取的USB 3.1 LOGO。
由于两LOGO来源不同,请忽视颜色差异,这样一来两者没有多大的区别,需要说明的「SUPERSPEED+」这个名称。
USB 3.1 TYPE C培训资料

USB 3.1 TYPE C是一种新型 的USB接口支持正反插拔
供电能力:最高可达100W 支持快速充电
尺寸:比传统USB接口更小 便于携带和使用
应用:广泛应用于智能手机、 平板电脑、笔记本电脑等设备
传输速度:USB 3.1 TYPE C的传 输速度可达10Gbps比USB 2.0和 USB 3.0更快
02 解决方案:检查设备是否支持USB 3.1 TYPE C接口更新驱动程序更换USB线 缆或设备。
问题:USB 3.1 TYPE C接口无法充电 解决方案:检查设备是否支持USB 3.1 TYPE C接口更新驱动程序更换USB线缆或设备。
03 解决方案:检查设备是否支持USB 3.1 TYPE C接口更新驱动程序更换USB线 缆或设备。
传输速度提升:USB 3.1 TYPE C的传输速度比USB 3.0快10倍提高了数据传输效 率
设备兼容性增强:USB 3.1 TYPE C支持多种设备如手机、电脑、平板等提高了设 备的兼容性
充电速度提升:USB 3.1 TYPE C支持快速充电提高了充电效率
设备连接方式变革:USB 3.1 TYPE C采用正反插设计提高了设备的连接便捷性
供电能力:USB 3.1 TYPE C的供 电能力可达100W比USB 2.0和 USB 3.0更强
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接口类型:USB 3.1 TYPE C采用 Type C接口支持正反插拔比USB 2.0和USB 3.0的接口更便捷
数据传输协议:USB 3.1 TYPE C支 持USB 3.1和USB 2.0的数据传输协 议比USB 2.0和USB 3.0更灵活
USB 3.1 TYPE C支持最高20V/5的电力传输 电力传输标准支持USB PD协议 USB PD协议支持最高100W的电力传输 USB PD协议支持双向电力传输可以同时为设备充电和放电
USB2.0与OTG规范及开发指南(全中文)(1)
USB 3.1 Type-C数据线设计规范
三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数1/19文件编号WI-EG-024 版本A/0修订履历版本修订内容日期修/制订者审核批准A/0 新制订2015-10-21i三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数2/19文件编号WI-EG-024 版本A/01.0适用范围:本设计规范适用于鹏毅公司Type-C数据线规格书,未尽规格描述以USB3.1协会规范为准。
2.0编写依据:序号No. 文件编号Doc No. 文件名称 Doc Title1 GJB1217 电连接器试验方法2 MIL-STD-202G Test method standard electronic and electrical component parts3 GB/T 3048 电线电缆电性能试验方法4 GB4098 射频电缆试验方法5 EIA-364-101 Attenuation Test Procedure for Electrical Connectors, Sockets, Cable Assemblies or Interconnection Systems6 EIA-364-106 Standing Wave Ratio (SWR) Test Procedure for Electrical Connectors7 EIA-364-108 Impedance, Reflection Coefficient, Return Loss, and VSWR Measured in the Time and Frequency Domain Test Procedure for Electrical Connectors, CableAssemblies or Interconnection Systems8 GB5441.2 工作电容试验-电桥法9 EIA-364-103 Propagation Delay Test Procedure for Electrical Connectors, Sockets, Cable Assemblies or Interconnection Systems10 IEC 68-2-1 基本环境试验规程试验A:寒冷11 GB/T 2423.1 电工电子产品基本环境试验规程试验A:低温试验方法12 IEC 68-2-2 基本环境试验规程试验A:干热13 GB/T 2423.2 电工电子产品基本环境试验规程试验B:高温试验方法14 IEC 68-2-10 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验J和导则:长霉0020的15 GB/T 2423.16 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验J和导则:长霉16 ASTM G 21 Standard Practice for Determining Resistance of Synthetic Polymeric Materials to Fungi17 IEC 61587-1 Mechanical structures for electronic equipment―Tests for IEC 60917 and IEC 60297―Part 1 Climatic mechanical tests and safety aspects forcabinets racks subracks and chassis18 GR 487 Generic Requirements for Electronic Equipment Cabinets19 IEC 68-2-30 基本环境试验规程试验Db及导则:交变湿热(12+12h循环)20 GB/T 2423.4 电工电子产品基本环境试验规程试验Db:交变湿热试验方法21 IEC 68-2-52 电工电子产品环境试验第2部分:试验试验Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液)22 GB/T 2423.18 电工电子产品环境试验第2部分:试验试验Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液)23 IEC 529 Degrees of protection provided by enclosure(IP code)24 GB 4208 外壳防护等级(IP代码)三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数3/19文件编号WI-EG-024 版本A/025 EIA-364-38B Cable pull-out test procedure for electrical connectors26 EIA-364-41C Cable flexing test procedure for electrical connectors27 IEC 60950 Safety of information technology equipment28 EN 60950 Safety of information technology equipment29 UL 60950 Safety of information technology equipment30 GB 4943 信息技术设备的安全31 IEC60332 Tests on electric cabies under fire conditions32 GB/T18380 电缆在火焰条件下的燃烧试验33 UL1581 Reference standard for electical wires,cables,and flexible cords34 GR 1217 Generic requirements for separable electrical connectors used in telecommunications hardware35 GR 950 Generic Requirements for Optical Network Unit (ONU) Closures 3.0 Type-C数据线正常工作和存储条件3.1Type-C数据线应能在下列条件下正常工作:3.1.1 环境工作温度:-20℃~+70℃(仅作单体验证目的,与整机匹配时以整机试验环境为准);3.1.2 相对湿度:5%~95%;3.1.3 大气压力:86 kPa~106kPa;3.1.4 Type-C数据线的存储温度:-40℃~+85℃;4.0 Type-C连接器的PIN点定义三阶文件USB Type-C 数据线设计规范页 数 4/19 文件编号 WI-EG-024版本A/04.1 Type-C 插头外形尺寸设计要求4.2 Type-C 系列产品的设计要求 4.2.1 Type-C 数据线产品种类:TYPE-C TO USB 2.0 AM TYPE-C TO TYPE-C (2.0版本) TYPE-C TO USB 3.0 AM TYPE-C TO MICRO USB TYPE-C TO TYPE-C (3.1版本)TYPE-C TO USB3.0 BM4.3 USB3.1 Type-C TO Type-C 接线定义铁壳宽度 8.25mm 铁壳厚度2.4mm铁壳外露长度 6.5mm 插头厚度 6.5mm Max 插头宽度12.5mm Max三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数5/19文件编号WI-EG-024 版本A/04.4 USB2.0 Type-C TO Type-C接线定义三阶文件USB Type-C 数据线设计规范页 数 6/19 文件编号 WI-EG-024版本A/04.5 Type-C TO USB3.1 AM 接线定义三阶文件USB Type-C 数据线设计规范页 数 7/19 文件编号 WI-EG-024版本A/04.6 Type-C TO USB2.0 AM 接线定义4.7 Type-C TO USB3.1 BM 接线定义三阶文件USB Type-C 数据线设计规范页 数 8/19 文件编号 WI-EG-024版本A/04.8 Type-C TO USB2.0 Micro BM 接线定义三阶文件USB Type-C 数据线设计规范页 数 9/19 文件编号 WI-EG-024版本A/04.9 Type-C TO USB3.1 Micro BM 接线定义5.0 Type-C 系列线缆的设计要求:5.1 Type-C 标准线材线规要求三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数10/19文件编号WI-EG-024 版本A/05.2 Type-C TO Legacy线材线规要求三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数11/19文件编号WI-EG-024版本A/05.3 Type-C 标准线材的设计5.3.1同轴线设计5.3.2对绞线设计三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数12/19文件编号WI-EG-024 版本A/06.0 Type-C系列数据线对eMARK的选用设计三阶文件USB Type-C数据线设计规范页数13/19文件编号WI-EG-024 版本A/07.0 Type-C系列数据线对上拉和下拉电阻的选用设计8.0 Type-C数据线外观要求如下:外观金属插头/pin脚检查1、参照样品和PDM图纸检验,线缆两端插头的结构外型(型号)要求与样品一致;2、插头不允许氧化/生锈、残缺、变形;3、用干布(无尘布)能擦除的脏污,允许;用干布(无尘布)不能擦除的脏污,不允许;【注:金属插头脏污不良超出1%(不良数/样本数)时,提交不合格电子流确认】4、插头上不允许有油渍;5、划痕L≤2mm,W≤0.1mm,用手触摸无深度感,允收一条;6、USB A公插头内不允许有溢胶的现象;7、USB A公插头内的连接器PIN脚不允许氧化/生锈、翘高、变形、PIN脚内陷/断裂不良;8、金属插头(USBA公以及MICRO B公)与注塑部分匹配正常,不允许歪斜,夹角90o±2.5o 色差检验整体数据线是否存在色差,色差问题须参照样品进行检验。
USB TYPE C 测试项目
行业标准 行业标准 行业标准 行业标准
50G/11MS,並測試產品端子接触阻抗小于30mΩ,铁壳阻抗小于50mΩ.
條件:105°C高温,烘烤250H.实验后確認產品無破損,裂開等現象;並測試產品端子接触阻抗小于30mΩ,铁 行业标准 壳阻抗小于50mΩ.端子接触阻抗小于30mΩ,铁壳阻抗小于50mΩ. 創惟科技產品開發五處行銷組產品行銷經理吳伊薰解釋:「隨著Type-C規格問世,不同充電規格有機會被USB介面所取代,因為Power Delivery是最有機會整合於Type-C規格中的應用,可突破現行BC1.2僅提供7.5瓦功率的限制,在充電功率提高至100W下,能讓USB充電功能 延伸到筆記型電腦、平板電腦、3.5吋外接硬碟,及螢幕等其他裝置。」 Type-C還支持較以往提高了供電能力的“USB Power Delivery Specification (USB PD)”。USB PD根據可供給的電力設定了10W、18W、36W、60W、100W五級規 格。據USB-IF介紹,Type-C連接器支持100W(20V、5A)的供電。 上图DFP (Downstream Facing Port)也就是主, UFP (Upstream Facing Port) 为从。除了 DFP、UFP,还有个DRP (Dual Role port),DRP可以做DFP也可以做UFP。 DPR接到UFP,DRP转化为DFP。当DRP接到DFP,DRP转化为UFP。两个DRP接在一 在 测试规 格上,Type-C的测试有下列几项当 主要的要求:
測試數量
成品 成品 成品 成品 成品 成品 成品 成品 成品 成品 成品 成品 成品 0N,拔出力8~20N,12.5mm/分钟(寿命测试200次/小时),10000次 将CABLE缠绕在一个3.7倍线材直径的钢棒上100次,外观无损伤. 電壓:DC500V,持續120S,CONN無電火花,損壞等不良.端子与铁壳之间的 阻抗大于100MΩ. 电气测试:在低阶额定电阻(LLCR)的测试上也有改变,初始值从原本的30mΩ变成40mΩ。除此之 外,Type-C必须进电流温升测试,在Vbus端子给予5A的电流,且在Vconn端子给予1.25A的电流,温度 的变化量不能超过30oC。 夾具:R25.4,荷重:0.5kg,彎折角度:±90°,彎折速度:30次/min,標準次數:100,試驗中無1μs以下的瞬間斷線. 1.插拔寿命测试前:公母匹配,加載電壓:20mV;加載電流:100mA;端子接觸阻抗值:40mΩ(Max.) 2.插拔寿命测试后:公母匹配,加載電壓:20mV;加載電流:100mA;端子接觸阻抗值:50mΩ(Max.) 夹紧一端插头外模,吊重40N,一分钟.CABLE无损坏电气测试OK 24H 8N垂直90度10S 四个方向各一次. EMI及RFI 10次-55°C-+85°C高低温循环,一小时为一次循环.实验后確認產品無破損,裂開等現象;並測試產品端子 接触阻抗小于30mΩ,铁壳阻抗小于50mΩ. 实际抓盘测试 实际抓盘测试
USB3.1测试规格130828
USB3.1 Revision 1.0 SPEC.(2013/07/26)USB3.0 cable & conn. Class Document Revision 1.0 Draft (2010/10/20)USB3.0 Revision 1.0 SPEC.(2008/11/12)Micro-USB Revision 1.0RC ( 2006/08/02)USB Revision 2.0 ( 2002/05/28 , 2000/04/27 ) 編號 量測參數 建議No. ( Parameter Measured ) 試驗條件建議規範USB 2.0 (HS) USB 3.0 (SS) GEN1 USB 3.0 (SS) GEN2 差分阻抗 90 Ω±7Ω/ 200ps(cable) 90 Ω±5Ω/ 200ps(cable)1 ( DifferentialImpedance ) TDR 90 Ω±15% / 200ps90 Ω±15Ω/ 50ps(assembly)45 Ω±3Ω/ 200ps(cable)90 Ω±10Ω/ 40ps(mated)傳輸延遲2( Propagation Delay ) TDRt5.2 ns/m26 ns/cable , 10ns/mircoN / A N / A傳輸延遲差3( Skew )TDR 100 ps/cable (max) 200ps 15 ps/m (max) 200ps 15 ps/m (max) 200ps 4 衰減 ( Attenuation ) NA 參附件 參附件 參附件0.9% / A , 1.8% / B1.2% / mircoTDR N / A2% / USB2.0 to 3.0 34 dB/5GHz5 近端損失(NEXT)NA N / A EIA 360-90 (364-90)TDR N / A 2% / USB2.0 to 3.06 遠端損失(FEXT)NA N / A EIA 360-90 (364-90) 30 dB/5GHz7訊號轉變Differential toCommon modeconversionNA N / A -20 dB-20 dB8 資料傳輸量( Data Rate )Max > 480Mbps Max > 5Gbps Max > 10Gbps修正版日期 : 2013/08/28USB2.0 / USB3.0/USB3.1測試規格LS ( Low speed ) max 1.5Mb/sCable Assembly Length 5MUSB2.0FS ( Full speed ) max 12Mb/sHS ( High speed ) max 480Mb/sSS( Super speed ) GEN1 max 5Gb/s Cable Assembly Length 3MUSB3.0SS( Super speed ) GEN2 max 10Gb/s Mirco cable Assembly Length 1MDifferential Insertion Loss for USB2.00.512MHz -0.13 dB/cable0.772MHz -0.15 dB/cable1MHz -0.20 dB/cable4MHz -0.39 dB/cable8MHz -0.57 dB/cable12MHz -0.76 dB/cable24MHz -0.95 dB/cable48MHz -1.35 dB/cable96MHz -1.90 dB/cable200MHz -3.2 dB/cable400MHz -5.8 dB/cableSDP Differential Insertion Loss Examples for USB3.0Frequency 34 AWG 30 AWG 28 AWG 26 AWG0.625 GHz-2.7 dB/m -1.3 dB/m -1.0 dB/m -0.9 dB/m1.25 GHz-3.3 dB/m -1.9 dB/m -1.5 dB/m -1.3 dB/m2.50 GHz-4.4 dB/m -3.0 dB/m -2.5 dB/m -1.9 dB/m5.00 GHz-6.7 dB/m -4.6 dB/m -3.6 dB/m -3.1 dB/m7.50 GHz-9.0 dB/m -5.9 dB/m -4.7 dB/m -4.2 dB/m建議長度 1.2 m↓ 2 m↓ 2.5 m↓ 3 m↓SDP Differential Insertion Loss Examples for USB3.1 GEN2 speed Frequency 34 AWG 32 AWG 30 AWG 28 AWG0.625 GHz -1.8 dB/m -0.9 dB/m -1.2 dB/m -1.0 dB/m1.25 GHz -2.5 dB/m -1.3 dB/m -1.7 dB/m -1.4 dB/m2.50 GHz -3.7 dB/m -1.9 dB/m -2.5 dB/m -2.1 dB/m5.00 GHz -5.5 dB/m -3.1 dB/m -3.9 dB/m -3.1 dB/m7.50 GHz -7.0 dB/m -4.2 dB/m -5.0 dB/m -4.1 dB/m建議長度 1.0 m↓ 1.5 m↓ 2 m↓ 2.5 m↓SDP Differential Insertion Loss Examples for USB3.1 GEN2 speed With coaxial constructionFrequency 34 AWG 32 AWG 30 AWG 28 AWG0.625 GHz -1.6 dB/m -1.3 dB/m -1.1 dB/m -1.0 dB/m1.25 GHz -2.3 dB/m -1.8 dB/m -1.5 dB/m -1.3 dB/m2.50 GHz -3.5 dB/m -2.7 dB/m -2.3 dB/m -1.9 dB/m5.00 GHz -5.3 dB/m -4.2 dB/m -3.5 dB/m -3.1 dB/m7.50 GHz -7.2 dB/m -5.5 dB/m -4.9 dB/m -4.2 dB/m建議長度 1.0 m↓ 1.5 m↓ 2 m↓ 2.5 m↓Differential Insertion Loss ( EIA 360-101『364-101』)SDD12 (100MHz,-1.5 dB) , (1.25GHz,-5 dB) , (2.5GHz,-7.5 dB) , and (7.5GHz,-25 dB)Differential NEXT Between USB3.0 pairs( EIA 360-90『364-90』)(100MHz , -27 dB) , (2.5GHz , -27 dB) , (3GHz , -23 dB) and (7.5GHz , -23 dB)Differential Between D+D- and SuperSpeed pairs ( EIA 360-90『364-90』)The Differential NEXT and FEXT Between the D+D- pairs (D+D-) and the SuperSpeed pairs (SSTX+ / SSTX- or SSRX+ / SSRX-)(100MHz , -21 dB) , (2.5GHz , -21 dB) , (3GHz , -15 dB) and (7.5GHz , -15 dB)USB2.0 LOGO USB3.0 LOGO。
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Reference Documents • Universal Serial Bus 3.1 Specification (Revision 1.0, July 26, 2013) • Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification (Revision 1.0, August 11, 2014)
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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BFSK and BMC System
BFSK over Vbus (Type A and B), BMC over CC ( Type-C)
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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Test solution for Power Delivery
Test Setup 2: CC Electrical & Protocol Decode Testing
Keysight Scope With GRL-USB-PD
USB 3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
Jan. 28, 2015
Francis Liu 劉宗琪 Senior Project Manager Application Engineer Org. 是德科技
Disclaimer
The USB 3.1 compliance test requirements are not final. Therefore, all opinions, judgments, recommendations, etc. that are presented herein are the opinions of the presenter of the material and do not necessarily reflect the opinions of the USB-IF, or other member companies.
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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Agenda
• Introduction • USB Type-C Connector and Power Delivery(PD) • USB 3.1 Transmitter test challenges • USB 3.1 Receiver test challenges
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USB Type-C Power Options
Sink/source can be swapped, power direction no longer fixed
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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CH1
10X Passive or Diff Probe
CH2
Note: Scope GND needs to be established on only one side of link
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges Page 19
• •
Rd used to sense UFP attach Advertise Type-C current
DFP default : Host , Power provider
UFP default : Device , Power consumer
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
USB Power Delivery Architecture Overview and Signaling
Provider Consumer
• • • •
Over Vbus for USB Type A and B --- BFSK (Binary Frequency Shift Keying) Over CC for USB Type-C --- BMC (Biphase Mark Coding) Voltage, Current and Direction negotiated Half Duplex, Bitrate=300kbps, 4b/5b coding
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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Type-C Functional Model – Un-flipped straight through
CC wire determines the orientation through the cable: P(1) <->P(1)
• • • • USB is the most successful interface in the history of PC Device charging over USB has become a major consumer feature USB installed base is 10+ billion units and growing at 3+ billion units a year Adoption is virtually 100% in PC and peripheral categories
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USB PD Signaling - BFSK
Type-A/B Connector over VBUS : BFSK
• • • • • • Binary Frequency Shift Keying 23.2MHz Carrier 150mV AC coupled FSK Modulation, Δf =500 KHz Bit rate = 300kpbs 4b/5b coding
• Flipping and swapping
Sideband Use (AUX +/-for DP Alt Mode)
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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The Key to the Type C
USB Type-C Configuration Channel (CC)
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Type C Connector, Power Delivery, and Alt Modes
Source: IDF14 Fra bibliotekNETS002), Intel
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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Type C Connector
Type-C
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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Type-C Functional Model – Un-flipped twisted through
CC wire determines the orientation through the cable: P(1) <->P(2)
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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Type C Functional Pin-out
Looking into the product receptacle :
Looking into the cable or product plug :
Type-C
USB3.1 Technical and Electrical measurement Challenges
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Type-C Host Detected Connection states
Pull-Up/Pull-Down CC Model
Powered Cables introduce Ra at the “unwired” CC pins which are used to indicate the need for Vconn over one of those pins
Functional highlights
• Lot of new pins • Accessory Mode • Alternate Modes (DP 1.3, MHL 4.0, TBT) • Two power source, Vbus and Vconn • Power Delivery to 100 Watts
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Test solution for Power Delivery
Keysight partnering with GRL for PD electrical analysis tool development
• • • • • USB-PD eMark Cable Testing CC Electrical measurement & Protocol decode testing USB-PD Power Provider Stress USB-PD Power Consumer test Wilder Technologies developing new PD breakout fixture GRL–USB-PD