USB设备具有大略易用、支持热插拔、速率快等特点，很快被广泛运用于PC平台以及外围设备上，可以说USB是目前最为成功的I/O技能。而且随着目前USB4.0标准的发布，USB接口的运用范围一定更加的广泛。不过我们本日的话题依然是最主流的USB2.0标准接口。
一、USB2.0的旗子暗记完全性丈量项
首先按照USB协会的哀求，做USB的旗子暗记测试的示波器带宽至少该当为1.5GHZ，最好是选择2GHZ或者2.5GHZ带宽的示波器进行高速USB旗子暗记的测试。
进行高速USB的测试须要进行的测试有：
1、高速旗子暗记质量
2、吸收灵敏度
3、chirp时序
4、包参数
等项目的测试，个中最主要的即是高速旗子暗记质量测试，高速旗子暗记质量测试包括如下几项：
1、眼图
2、包尾宽度
3、旗子暗记速率
4、上升/低落韶光
5、交叉点电压范围
6、JK/KJ抖动
7、连续抖动
二、USB测试中会碰着的关键问题
1、USB旗子暗记质量测试中的近端、远端有什么差异？
近端是在被测件的USB连接器上对发送质量的哀求，而远端是指旗子暗记经由电缆传输到达对真个USB连接器时对旗子暗记质量的哀求。对付近端旗子暗记的幅度哀求要比远端大的多。
常日的设备测试都是用近真个方法进行测试，近端测试通过意味着旗子暗记还可以经由标准的USB电缆额外传输再增加最多5m远的间隔。而有些场合被测件很难通过近端模板的测试（比如手机中连接一根Micro-USB转USB的线缆才能进行测试，这会影响到旗子暗记质量），此时用户可以按照远真个标准进行测试。
远端测试通过意味着该设备在该测试端口上只能连接对真个USB设备，而不能再额外的增加传输电缆。
2、USB2.0高速模式下标称的数据速率480Mbps，为什么传输时速率达不到那么高？
480Mbps是最高的数据跳变速率，由于USB2.0是收发共用总线，在收发切换时有总线的切换韶光，每个数据包还有包头、包尾等信息，因此实际的数据速率远远的低于480Mbps，一样平常达到20到30MB/S已经非常不错了。
3、USB电缆的阻抗是多少？
USB电缆的阻抗是90Ω（±15%）。
4、USB2.0高速模式下的总线电路模型是什么？
如下图所示：
5、什么是Droop测试和Drop测试？
把稳上述标题中Droop和Drop的差异：
A.Droop测试是测试主机下行口对付插拔瞬间的供电能力，常日外设插拔瞬间可能会造成较大的冲击电流。如果此时主机的电压跌落较大，可能会造成主机的去世机；
B.Drop测试是测试全负载条件下静态的电压变革。
综上描述，Droop测试是互换测试，而Drop测试相称于直流测试。
其余，Droop和Drop测试都是相对付主机的供电能力来说的，对付外设而言，须要掌握插入瞬间接管的电流的大小，这个测试项目叫做Inrush测试。
6、USB2.0的速率识别
USB2.0的速率标准分为三种：
A、低速
B、全速
C、高速
个中低速和全速&高速之间是通过DP/DM的上拉电阻区分，而全速和高速之间是通过所谓的Chirp（啁啾）来进行速率的协商。
7、如果USB2.0的同等性测试不过的话，如何调试？
紧张分为物理层和协议层的问题，如果是物理层问题，例如眼图、上升韶光、低落韶光不能知足规范哀求，可以从互连通道的阻抗连续性和损耗、电源噪声、参考时钟。如果是协议层的问题，可以利用带USB解码和触发功能的示波器或者专用的协议剖析仪。
8、USB2.0的拓扑构造
USB2.0是一种主从星型构造，主机为HOST，从机为Device，Device包括USB function和USB HUB,USB总线基于分层的星状拓扑构造，以HUB为中央，连接周围的设备，总线上最多可以连接127个设备，HUB串联的数量最多5个。
9、USB设备的插入和检测机制
在没有连上主机时，主机的DP/DM都是低电平（SE0状态），当SE0持续了一段韶光，就被主机认为是断开状态。
当设备连上主机时，主机检测到某一数据电平拉高并持续一段韶光时，就认为有设备连上来，主机必须在复位设备前，立即采样总线状态来判断设备的速率。
10、USB总线的旗子暗记类型
USB利用差分传输模式，两根数据线D+/D-：
J状态和K状态低速下：D+为“0”，D-为“1”是为“J”状态，“K”状态相反；全速下：D+为“1”，D-为“0”是为“J”状态，“K”状态相反；高速同全速。SE0状态D+为“0”，D-为“0”IDLE状态低速下空闲状态为“K”状态；全速下空闲状态为“J”状态；高速下空闲状态为“SE0”状态。11、USB2.0的走线规则
（1）在元件布局时，只管即便使差分线路最短，以缩短差分线走线间隔（√为合理的办法，×为不合理办法）；
（2）优先绘制差分线，一对差分线上只管即便不要超过两对过孔（过孔会增加线路的寄生电感，从而影响线路的旗子暗记完全性），且需对称放置（√为合理的办法，×为不合理办法）；
（3）对称平行走线，这样能担保两根线紧耦合，避免90°走线，弧形或45°均是较好的走线办法（√为合理的办法，×为不合理办法）；
（4）差分串接阻容，测试点，高下拉电阻的摆放（√为合理的办法，×为不合理办法）；
（5）由于管脚分布、过孔、以及走线空间等成分存在使得差分线长易不匹配，而线长一旦不匹配，时序会发生偏移，还会引入共模滋扰，降落旗子暗记质量。以是，相应的要对差分对不匹配的情形作出补偿，使其线长匹配，长度差常日掌握在5mil以内，补偿原则是哪里涌现长度差补偿哪里；
（6）为了减少串扰，在空间许可的情形下，其他旗子暗记网络及地离差分线的间距至少20mil(20mil是履历值)，覆地与差分线的间隔过近将对差分线的阻抗产生影响；
（7）USB的输出电流是500mA，需把稳VBUS及GND的线宽，若采取的1Oz的铜箔，线宽大于20mil即可知足载流哀求，当然线宽越宽电源的完全性越好。
普通USB设备差分线旗子暗记线宽及线间距与整板旗子暗记线宽及线间距同等即可。然而当USB设备事情速率是480 Mbits/s，只做到以上几点是不足的，我们还需对差分旗子暗记进行阻抗掌握，掌握差分旗子暗记线的阻抗对高速数字旗子暗记的完全性是非常主要的
由于差分阻抗影响差分旗子暗记的眼图、旗子暗记带宽、旗子暗记抖动和旗子暗记线上的滋扰电压。差分线阻抗一样平常掌握在90（±10%）欧姆(详细值参照芯片手册辅导)，差分线阻抗与线宽W1、W2、T1成反比，与介电常数Er1成反比，与线间距S1成正比，与参考层的间隔H1正比，如下图是差分线的截面图。
下图为四层板的参考叠层，个中中间两层为参考层，参考层常日为GND或Power，并且差分线所对应的参考层必须完全，不能被分割，否则会导致差分线阻抗不连续。若因此图 2叠层设计四层板，常日设计时差分线采取4.5mil的线宽及5.5mil的线间距既可以知足差分阻抗90Ω。
然而4.5mil线宽及5.5mil线间距只是我们理论设计值，终极电路板厂依据哀求的阻抗值并结合生产的实际情形和板材会对线宽线间距及到参考层的间隔做适当的调度。
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