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(shè)置進(jìn)入回環(huán)模式，觀察USB芯片回環(huán)模式訓(xùn)練結(jié)果，判斷待測線纜是否正常。如果發(fā)現(xiàn)USB芯片，無法進(jìn)入回環(huán)模式，則說明待測線纜不能用于實(shí)際使用。如果能夠進(jìn)入回環(huán)模式，則根據(jù)USB芯片中的錯誤數(shù)來判斷待測線纜的質(zhì)量情況。當(dāng)錯誤數(shù)大于所述閾值時，認(rèn)為測試失敗。本發(fā)明利用了回環(huán)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(jié)果和USB3.0線纜在最終使用過程中的表現(xiàn)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及USB 3.0通信領(lǐng)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(shù)】
[0002] 隨著USB 3.0技術(shù)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(chǎn)帶了障礙。傳統(tǒng)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(quán)威性，它通過測量USB 3. 0線纜的阻抗、串?dāng)_、偏差 等技術(shù)指標(biāo)來綜合評價待測線纜的質(zhì)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(yè)技能，因此無法滿足大批量生產(chǎn)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(biāo)如串?dāng)_、偏差等無法定性或定量地測量，無法真實(shí)地反應(yīng)線纜的質(zhì)量情況。某些有 質(zhì)量問題的線纜能夠通過簡易手持儀器的測試，但實(shí)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(shè)備，然后通過電腦對USB 3.0設(shè)備反復(fù)進(jìn)行讀、寫操作，通過 電腦軟件對比讀、寫得到的數(shù)據(jù)，以測試USB 3.0設(shè)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(chǎn)。
[0004] 因此，如何解決大批量生產(chǎn)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(xiàn)有技術(shù)亟需解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)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(shí)現(xiàn)針對包括USB 3. 0有源光纜在內(nèi)的線纜的測試。
[0006] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)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(shè)置進(jìn)入回環(huán)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(fā)送數(shù)據(jù)，第二USB 3.0芯片將收到的數(shù)據(jù)返回給第一 USB 3.0芯片， 觀察USB 3.0芯片回環(huán)模式訓(xùn)練結(jié)果，判斷所述待測USB 3.0線纜是否正常。
[0007] 特別地，如果發(fā)現(xiàn)所述USB 3. 0芯片，無法進(jìn)入回環(huán)模式，則說明所述待測USB 3.0線纜不能用于實(shí)際使用。
[0008] 特別地，如果能夠進(jìn)入回環(huán)模式，則根據(jù)第一 USB 3. 0芯片中的錯誤數(shù)來判斷待 測USB 3. 0線纜的質(zhì)量情況。
[0009] 設(shè)置一個閾值，當(dāng)?shù)谝?USB 3. 0芯片中的錯誤數(shù)大于所述閾值時，認(rèn)為測試失敗， 所述待測USB 3. 0線纜在實(shí)際使用中可能會遇到問題。
[0010] 其中，可以利用如下公式計(jì)算錯誤數(shù)： 錯誤數(shù)=錯誤率*測試時間*數(shù)據(jù)速率。
[0011] 其中，數(shù)據(jù)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(shù)發(fā)送給電腦而后傳遞給顯示終端，或者直接發(fā)送給諸顯示終端進(jìn)行顯示。
[0013] 特別地，所述USB 3.0芯片包括USB 3.0主機(jī)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(fā)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(jìn)行測試。
[0016] 本發(fā)明的測試方法和測試裝置，利用了 USB 3. 0規(guī)范中的回環(huán)模式，模擬一種真 實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，數(shù)據(jù)真實(shí)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(yuǎn) 遠(yuǎn)低于專業(yè)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(jié)果和USB 3.0線纜在最終使用過程中的表現(xiàn)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(xiàng)目，大大提高了測試效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的實(shí)施USB 3. 0線纜測試方法的測試機(jī)構(gòu)圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的實(shí)施USB 3. 0線纜測試方法的測試機(jī)構(gòu)圖。
[0018] 圖中的附圖標(biāo)記所分別指代的技術(shù)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(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩?述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)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(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0020] 根據(jù)USB 3.0規(guī)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(jìn)入 回環(huán)模式。進(jìn)入回環(huán)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(fā)一串信號序列對兩顆芯片之間的鏈接進(jìn)行"訓(xùn)練"。
[0021] 由于在回環(huán)模式中，數(shù)據(jù)需要在兩顆芯片之間來回傳遞，自然就模擬了一種真實(shí) 可靠的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸苍诤艽蟪潭壬弦蕾囘B接在兩個芯片之間的USB 3. 0 線纜。因此，本發(fā)明的測試方法的原理在于：利用USB 3.0的回環(huán)模式，將兩顆USB 3.0芯 片連接待測USB 3.0線纜，設(shè)置所述兩顆USB 3.0芯片進(jìn)入回環(huán)模式，此時，通過觀察回環(huán) 模式訓(xùn)練的結(jié)果，有效地對USB 3. 0線纜進(jìn)行測試。
[0022] 實(shí)施例1 : 參見圖1，公開了實(shí)施本發(fā)明的USB 3.0測試方法的測試機(jī)構(gòu)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(shè)置進(jìn)入回環(huán)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(fā)送數(shù)據(jù)，第二USB 3.0芯片2將收到的數(shù) 據(jù)返回給第一 USB 3.0芯片1，觀察USB 3.0芯片回環(huán)模式訓(xùn)練結(jié)果，判斷待測USB 3.0線 纜是否正常。
[0023] 根據(jù)USB 3.0的規(guī)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(fā)出的回環(huán)數(shù)據(jù)并與發(fā)出的數(shù)據(jù)作對比，并記錄錯誤值，不需要其他的測量儀器。因此， 回環(huán)模式實(shí)際上是一種接近于實(shí)際的數(shù)據(jù)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(huán)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?qū)Χ税l(fā)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(yīng)，將所得到的特殊的序列返回該發(fā)送端的 芯片，則兩個芯片之間的連接狀態(tài)將會進(jìn)入回環(huán)模式。在兩顆芯片的內(nèi)部都有指示連接狀 態(tài)的內(nèi)部狀態(tài)機(jī)或者寄存器，芯片內(nèi)部的程序通過讀取內(nèi)部狀態(tài)機(jī)或者寄存器的值就可以 確定連接是否進(jìn)入了回環(huán)模式。
[0025] 如果發(fā)現(xiàn)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(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，但無法得到特殊的序列，即無法建立回環(huán)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(shí)際使用。上述情況包括第一 USB 3.0芯片發(fā)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(dǎo)致無法建立回環(huán)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(dǎo)致無法建立回環(huán)模式。
[0026] 如果兩個芯片能夠通過特殊的序列進(jìn)入回環(huán)模式，則根據(jù)第一 USB 3.0芯片1中 的錯誤數(shù)來判斷待測USB 3. 0線纜3的質(zhì)量情況。
[0027] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第一 USB 3.0芯片1中的錯誤數(shù)可能很大，此時可以設(shè)置一個閾 值，當(dāng)錯誤數(shù)大于所述閾值時，認(rèn)為測試失敗，所述待測USB 3. 0線纜在實(shí)際使用中可能會 遇到問題。
[0028] 其中，錯誤數(shù)的計(jì)算公式為： 錯誤數(shù)=錯誤率*測試時間*數(shù)據(jù)速率。
[0029] USB 3. 0的速度速率為5Gbps。使用者可以規(guī)定線纜允許的錯誤率，例如10_1(1，那 么就可以根據(jù)測試時間設(shè)定相應(yīng)的閾值。
[0030] 實(shí)施例2 : 參見附圖2,公開了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的USB 3. 0測試方法的測試機(jī)構(gòu)圖。 實(shí)施例2與實(shí)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(shù)據(jù)。
[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(shù)發(fā)送給電腦而后傳遞 給顯示終端，或者直接發(fā)送給諸如LCD的顯示終端進(jìn)行顯示。
[0032] 所述USB 3.0芯片包括USB 3.0主機(jī)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(shí)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(tài)并對USB 3.0接口進(jìn)行操作。因此處理器可以進(jìn)行如下操作： 1. 讓USB 3.0接口在檢測到線纜連接后，發(fā)送特殊的序列，嘗試建立回環(huán)模式； 2. 根據(jù)是否收到特殊的序列，確認(rèn)USB 3.0鏈接進(jìn)入回環(huán)模式； 3. 讀取回環(huán)模式下錯誤數(shù)； 4. 通過串口或其他方式將讀取到的錯誤數(shù)發(fā)送給電腦，或者通過LCD進(jìn)行顯示。例如， FX3上有不少GPI0,挑出兩根提取錯誤數(shù)據(jù)即可驅(qū)動IXD進(jìn)行顯示。
[0034] 具體而言，所述第一 USB 3. 0芯片1中的程序進(jìn)行如下步驟： 1. 引導(dǎo)線纜連接，發(fā)送特殊的序列，嘗試進(jìn)入回環(huán)模式； 2. 判斷鏈接狀態(tài)，確認(rèn)USB 3.0鏈接進(jìn)入回環(huán)模式； 3. 進(jìn)行錯誤計(jì)數(shù)并進(jìn)行顯示。
[0035] 所述第二USB 3. 0芯片2中的程序職責(zé)較為簡單，只需使能芯片的USB 3. 0接口 即可。
[0036] 實(shí)施例3 : 本發(fā)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(jìn)行測試。
[0037] 本發(fā)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(fā)明使用兩顆USB 3. 0芯片通過待測USB 3. 0線纜連接后進(jìn)入U(xiǎn)SB 3. 0的回環(huán) 模式，并在回環(huán)模式中通過讀取USB 3.0芯片內(nèi)部的錯誤計(jì)數(shù)來判斷待測USB 3.0線纜的 質(zhì)量。如果無法進(jìn)入回環(huán)模式，說明線纜質(zhì)量很差，測試失敗。如果測試過程中錯誤數(shù)超過 設(shè)定的閾值也可以認(rèn)為測試失敗。
[0039] 因此，本發(fā)明只需要采用USB 3.0芯片，包括USB 3.0主機(jī)或者USB 3.0集線器中 的USB 3.0芯片，通過回環(huán)模式進(jìn)行線纜測試。具有如下特點(diǎn)： 1、體積小。無論是USB 3.0主機(jī)或者USB 3.0集線器中的USB 3.0芯片，體積都非常 小。根據(jù)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(nèi)。
[0040] 2、操作簡便?，F(xiàn)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(shè) 備能否正常工作，測試過程中需要使用鼠標(biāo)/鍵盤進(jìn)行軟件操作。相比之下，根據(jù)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(fā)明的測試方法和測試裝置，利用了 USB 3. 0規(guī)范中的回環(huán)模式，模擬一種真 實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，數(shù)據(jù)真實(shí)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(yuǎn) 遠(yuǎn)低于專業(yè)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(jié)果和USB 3.0線纜在最終使用過程中的表現(xiàn)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(xiàng)目，大大提高了測試效率。
[〇〇42] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】僅限于此，對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所 提交的權(quán)利要求書確定保護(hù)范圍。
【權(quán)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(shè)置進(jìn)入回環(huán)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(fā)送數(shù)據(jù)，第二USB 3.0芯片將收到的數(shù)據(jù)返回給第一 USB 3.0芯片，觀察USB 3.0芯片回環(huán)模式訓(xùn)練結(jié)果，判 斷所述待測USB 3.0線纜是否正常。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 如果發(fā)現(xiàn)所述USB 3.0芯片，無法進(jìn)入回環(huán)模式，則說明所述待測USB 3.0線纜不能用 于實(shí)際使用。
3. 根據(jù)權(quán)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(jìn)入回環(huán)模式，則根據(jù)第一 USB 3.0芯片中的錯誤數(shù)來判斷待測USB 3.0線 纜的質(zhì)量情況。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 設(shè)置一個閾值，當(dāng)?shù)谝?USB 3. 0芯片中的錯誤數(shù)大于所述閾值時，認(rèn)為測試失敗，所述 待測USB 3. 0線纜在實(shí)際使用中可能會遇到問題。
5. 根據(jù)權(quán)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(jì)算錯誤數(shù)： 錯誤數(shù)=錯誤率*測試時間*數(shù)據(jù)速率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的USB 3. 0線纜測試方法，其特征在于： 其中，數(shù)據(jù)速率為5Gbps，錯誤率為1(Γ1(Ι。
7. 根據(jù)權(quán)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(shù)發(fā)送給電腦 而后傳遞給顯示終端，或者直接發(fā)送給諸顯示終端進(jìn)行顯示。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2-7中任意一項(xiàng)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(jī)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(jù)權(quán)利要求2-7中任意一項(xiàng)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(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】江輝, 李笑天, 湯金寬 申請人:長芯盛（武漢）科技有限公司