Granite River Labs; GRL
曾威华 Wing Tseng
本篇文章将针对 USB3.2 框架及标准测试做介绍，这两部分属于协议层(Protocol Layer)及 Function 的测试。
USB3.2 框架(Framework)测试
Framework 测试因为主要的测试项目皆为 TD9.X 开头，所以我们说的Chapter9 或 CV 测试也是在指 Framework 测试。使用的软件工具是 USB-IF 协会提供的Command Verifier，目前 CV 工具有 USB30CV、USB20CV、HUB30CV、 XHCICV、EHCICV 和 MHU3CV。一个待测物需要测试其Max Speed及 High Speed、Full Speed的 Chapter9，另外还需测试该待测物的Device Class Test，接着我们将对常见的Chapter9 测试做介绍。USB 装置状态被分类为以下几种， 见表(一)：
表(一)
连接USB3.2主机(Host)和装置(Device)后会互相向对方请求许多描述(Descriptor)，在请求这些Descriptor时会用 到 Setup Packet，Setup Packet的组成整理如表(二)：
表(二)
bRequest的标准装置请求(Standard Device Requests)整理如下表(三)：
表(三)
在Framework 测试中，测试目的为待测物的固件宣告是否正确及小部分的Function测试(如：Function Remote Wakeup 和 Enumeration 测试)，测试软件会对我们的待测物发送不同的bRequest及Function的测试，即可比对待测物的宣告是否如实际状况相同。当中几个常见的测试失败有：U1及 U2没开启、Self-Power 或 Bus-Power宣告错误、bcdUSB 的版本命名宣告错误。
USB3.2 Interoperability 测试
在USB3.2产品拿认证的测试当中，一定会需要测试产品的功能性，这是 IOP(Interoperability)测试的目的。测试 原理就是将我们的待测物与Gold Tree连接起来之后，进行我们整个Gold Tree及待测物的功能性验证，若整个Gold Tree及待测物的功能性都能够正常运作，则代表通过此测试。因USB接口顶多可以接5层Hub，所以Gold Tree的设计都是在这样的环境下做测试。这边提供范例为USB3.2 Gen2 Peripheral的Modified IOP测试环境如图 (一)：
图(一) 来源 : xHCI Interoperability Test Procedures
接着就可利用IOP环境图来测试待测物的功能性，测试步骤整理如下表(四)：
表(四)
以USB3.2 Gen2 Peripheral 测试为例子，测试完待测物在其Max Speed SuperSpeedPlus 的 IOP 环境之后，还需将待测物分别降速到 SuperSpeed、High Speed 及 Full Speed 的 IOP 环境去做测试，测试步骤整理如表(五)：
表(五)
若今天USB3.2 产品可能是Compound Device甚至是要过 Silicon 测试时，所需要测试的 Gold Tree 环境也更为多样，因测试目的及原理皆大同小异，所以我们就举一个例子为代表。
另外在 IOP 的 CTS 之中，除了与 Gold Tree 的功能性测试之外，还有与省电状态相关的 U1/U2 测试及 L1/LPM 测试，针对不同 USB3.2 产品所需测项也整理如表(六)：
表(六)
U1/U2 测试、LPM 测试及L1测试的测试标准也整理如表(七)：
表(七)
再来则是我们Current Measurement的部分，用于 Upstream Port 测试，测试目的为待测物在不同状态时的电流拉载不可超过规范值，以确保待测物的功耗不会过高且在安全的范围值之内。Current Measurement 测试会搭配 CV 测试工具，SuperSpeedPlus/High Speed 和SuperSpeed/High Speed的Current Measurement 使用到 USB30CV， High Speed/Full Speed的 Current Measurement 使用到 USB20CV。在USB3.2产品Max电流拉载宣告分有High Power及 Low Power 两种定义整理如表(八)：
表(八)
High/Full Speed的Current Measurement测试在EHCI Controller下，规范整理如表(九)：
表(九)
SuperSpeed/High Speed 的 Current Measurement 测试在 xHCI Controller 下，规范整理如表(十)：
表(十)
SuperSpeedPlus/High Speed 的 Current Measurement 测试在 ASMedia Add-in Card(ASM3142)下，规范整理如表(十一)：
表(十一)
参考文献：
- Universal Serial Bus 3.2 Specification, September 22, 2017
- Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification, July 14, 2017
- xHCI Interoperability Test Procedures For Peripherals, Hubs and Hosts, Revision 0.95, October 2018
作者
GRL中国台湾测试工程师 曾威华 Wing Tseng
擅长USB、PCIe、SATA及DDR接口测试。GRL技术文章作者及演讲讲师。希望藉由帮助大家顺利测试拿到接口Logo，彼此互相交流共同成长飞翔。
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发布日期 2019/07/01 AN-190401-TW
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