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Rockchip USB 2.0 一致性测试指南

:::info 文档信息

文档标识：RK-CS-YF-129　·　发布版本：V1.0.0　·　发布日期：2020-10-09　·　页数：7　·　语言：中文

原始文档：Rockchip_Developer_Guide_USB2_Compliance_Test_CN.pdf

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章节大纲​

  • Rockchip USB 2.0 一致性测试指南（P1）
    • USB 2.0 功能特性测试（P4）
    • USB 2.0 电气特性测试（P4）
    • USB 2.0 互通特性测试（P6）
    • USB 2.0 认证（P7）
    • 参考文献（P7）

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1. USB 2.0 功能特性测试​

USB 2.0 功能性测试：主要测试产品的功能是否完整，USB-IF 提供了功能性测试工具 USB20CV (USB 2.0 Command Verifier) 用于评估高速，全速和低速 USB 设备是否符合 USB 设备框架（第 9 章），集线器设备类（第 11 章），HID 类和 OTG 规范。还包括大容量存储类和 USB 视频类测试规范。所有 USB 外设和集线器都必须通过设备框架测试才能获得认证。

USB20CV 工具只支持Windows系统，下载地址如下：

USB20CV 32-bit Windows USB20CV 64-bit Windows

注意：仅 Windows 7 和更高版本支持 USB20CV 工具，并且该工具需要计算机支持增强型主机控制器接口 EHCI。

2. USB 2.0 电气特性测试​

USB 2.0 电气特性测试：主要测试产品的电气信号，USB 2.0 电气测试规范为 USB 2.0 产品定义了一组电气测试标准^[2][3]^ ，所有 USB 产品都必须通过 USB 电气特性测试，才能获得 USB-IF 的认证。

USB 2.0 的电气特性测试需要覆盖高速，全速和低速三种信号，对应的测试规范如下：

低速/全速电气测试规范：《USB-IF Full and Low Speed Electrical and Interoperability Compliance Test Procedure》高速电气测试规范：《USB 2.0 Electrical Compliance Test Specification》

测试 USB 2.0 电气特性，需要使用 USB-IF 认可的示波器供应商

Keysight Rohde & Schwarz Tektronix Teledyne LeCroy

根据 USB 2.0 电气特性规范的要求，建议执行如下表1的测试项。

表1 USB 2.0 电气特性主要测试项

测试项测试要求
Device HS Signal Quality Test参考文献[2] EL 2 EL 4 EL 5 Data Eye and Mask Test _ _ _ EL 6 Device Rise Time _ EL 6 Device Fall Time _ EL 7 Device Non-Monotonic Edge Test _
Device HS Packet Parameters参考文献[2] EL 21 Sync Field Length Test _ EL 25 EOP Length Test _ EL 22 Measure Interpacket Gap Between Second and Third _ Packets EL 22 Measure Interpacket Gap Between First and Second _ Packets
Device HS Device CHIRP Timing参考文献[2] EL 28 Measure Device CHIRP-K Latency _ EL 29 Measure Device CHIRP-K Duration _ EL 31 Hi-Speed Terminations Enable and D+ Disconnect _ Time
Device HS Suspend/Resume/Reset Timing参考文献[2] EL 38 EL 39 Suspend Timing Response _ _ EL 40 Resume Timing Response _ EL 27 Device CHIRP Response to Reset from Hi-Speed _ EL 28 Device CHIRP Response to Reset from Suspend _
Device HS Test J/K, SE0 NAK _参考文献[2] EL 8 J Test _ EL 8 K Test _ EL 9 SE0 NAK Test _ _
Device HS Receiver Sensitivity参考文献[2] EL 18 Receiver sensitivity Test - Minimum SYNC Field _ EL 17 Receiver sensitivity Test _ EL 16 Receiver sensitivity Test @ Squelch _
Host HS Signal Quality参考文献[2] EL 6 Rise Time _ EL 6 Fall Time _ EL 3 Data Eye and Mask Test _ EL 7 Non-Monotonic Edge Test _
Host HS Packet Parameters参考文献[2] EL 21 Sync Field Length Test _ EL 25 EOP Length Test _ EL 23 Inter-packet Gap Between First 2 Packets Test _ EL 22 Inter-packet Gap Between 2nd and 3rd Packet Test _ EL 55 SOF EOP Width Test _
Host HS Disconnect Detect参考文献[2] EL 37 Disconnect Detect Test At 525mV Threshold _ EL 36 Disconnect Detect Test At 625mV Threshold _
测试项测试要求
Host HS CHIRP Timing参考文献[2] EL 33 CHIRP Timing Response _ EL 34 CHIRP K Width _ EL 34 CHIRP J Width _ EL 35 SOF Timing Response _
Host HS Suspend/Resume Timing参考文献[2] EL 39 Suspend Timing Response _ EL 41 Resume Timing Response _
Host HS Test J/K, SE0 NAK _参考文献[2] EL 8 J Test _ EL 8 K Test _ EL 9 SE0 NAK Test _ _
Host LS/FS Inrush Current Test参考文献[3] B.4 Inrush Current Testing
Host FS Signal Quality Test参考文献[3] B.3.3.1 Low-speed Downstream Signal Quality Test
Host LS Signal Quality Test参考文献[3] B.3.3.2 Full-speed Downstream Signal Quality Test

根据表1，可以看出 USB 2.0 的电气特性测试，主要是测试高速信号质量。USB-IF 提供了基于 Windows的 HSETT (High-Speed Electrical Test Tool) 实用程序，用于测试 USB 高速信号，下载地址如下：

EHSETT 32-bit version EHSETT 64-bit version XHSETT 32-bit version XHSETT 64-bit version

工具的使用说明，请参考如下的文档：

HSET Documentation version 0.41 for EHCI and xHCI

注意：

在进行 Device/Host HS Signal Quality 测试时，需要设置待测 USB 设备进入测试模式（Test Packet Mode），才能触发正确的测试信号。Rockchip 平台的 USB 控制器支持使用测试命令和测试工具 HSETT两种方式，具体要求如下：

USB 2.0 Device，可以使用测试命令或者测试工具设置 USB 控制器进入 Test Packet Mode USB 2.0 Host，只能使用测试命令设置 USB 控制器进入 Test Packet Mode

测试命令请参考文档 《Rockchip_Developer_Guide_USB_SQ_Test_CN》的章节"USB 2.0 测试命令和测试工具"。

3. USB 2.0 互通特性测试​

USB 2.0 互通特性测试：主要测试 USB 设备在不同的软件操作系统和不同硬件控制器下的兼容性。可能会使用"Gold Tree"上的一些设备来做互操作性测试，以测试设备和不同主机的兼容性，如设备在使用EHCI 控制器的主机下能否枚举成功等。

因为 USB-IF 对 USB 2.0 互通性测试没有强制性要求，所以本文档不对互通性测试作详细说明。如果读者想进一步了解 USB 2.0 的互通特性的测试方法，请参考如下规范：

《xHCI Interoperability Test Procedures For Peripherals, Hubs and Hosts Version》

4. USB 2.0 认证​

USB 2.0 认证是指 USB 产品通过 USB-IF 所规定的特定测试，并获得使用 USB 标志的授权。产品接收测试的方法有两种：

参加 USB-IF 赞助的兼容性测试大会USB-IF 认可的测试实验室

可以从网站 https://www.usb.org/labs找到符合 USB-IF 要求的独立测试实验室。当产品通过兼容性测试后，它就会获得一个 USB 协会测试号（TESTING ID, TID），通过这个 TID，可以在 USB-IF 官网上查到这个测试设备的相关信息，并有权使用 USB 标志。

USB 兼容性测试认证的一般流程如下：

申请成为 USB-IF 会员，获取供应商识别码（Vendor ID, VID）；准备 USB 兼容性测试清单；送 USB-IF 授权的独立测试实验室进行测试；获得合格报告及证书；使用相应的 USB 标志；

注意：Rockchip 是 USB-IF 的会员，VID 为 0x2207，并且，SDK USB 默认配置的 VID 也是 0x2207，但该 VID 供产品开发和调试使用，无法授权给开发者使用。如果产品需要过 USB-IF 认证，需要开发者独立申请成为 USB-IF 会员，以获取唯一的 Vendor ID。

5. 参考文献​

  1. USB 2.0 Testing Information 2. USB 2.0 Electrical Compliance Test Specification 3. USB-IF Full and Low Speed Electrical and Interoperability Compliance Test Procedure 4. HSET Documentation version 0.41 for EHCI and xHCI 5. 《Rockchip_Developer_Guide_USB_SQ_Test_CN》