[고속 인터페이스 적합성 가이드 2/8] USB 3.2 (Gen1·Gen2) 적합성 시험 — LFPS·SSC·눈 다이어그램·디엠퍼시스 Leave a comment

이 가이드에서 다루는 내용

• USB 3.2 프로토콜 개요와 시험 신호(LFPS, 5G, 10G)
• 송신기 적합성 시험 항목과 합격 기준(LFPS, 스프레드 스펙트럼 클록(SSC), 눈 다이어그램, 디엠퍼시스·프리슛)
• 필요한 오실로스코프, 지그, 케이블과 주문 정보
• Device / Host / Hub Upstream / Hub Downstream 4가지 DUT별 연결 방법
• USB 3.2 Compliance Test 소프트웨어 설치, 설정, 시험 실행, 오프라인 분석, 보고서
• Host와 Hub Downstream 시험에 필요한 XHSETT 도구 사용법

이 소프트웨어는 RIGOL DHO50000 또는 DS80000 시리즈 디지털 오실로스코프와 함께 쓰며, USB 3.2 Gen1, Gen2, Gen2×2 초고속(SuperSpeed) 신호의 적합성 시험에 적용됩니다.

문서 개요

이 문서는 USB 3.2 Compliance Test 소프트웨어의 사용법을 설명합니다. 이 소프트웨어는 RIGOL DHO50000 또는 DS80000 시리즈 디지털 오실로스코프와 함께 RIGOL의 USB 3.2 적합성 분석 솔루션을 구성합니다. 올바르게 사용하려면 작업을 시작하기 전에 이 문서를 읽어 보시기 바랍니다. 주요 내용은 다음과 같습니다.

• 소프트웨어의 설치와 실행
• 소프트웨어의 조작과 응용
• USB 3.2 프로토콜의 간단한 소개

USB 3.2 프로토콜 소개

USB(Universal Serial Bus)는 1995년에 탄생했습니다. 이후 초기의 USB 1.0 저속(Low Speed), USB 1.1 전속(Full Speed) 표준에서 2000년의 USB 2.0 고속(High Speed) 표준으로 발전했고, 2008년 말 USB 3.x 초고속(SuperSpeed) 표준이 나왔습니다. 2019년에는 최대 40 Gbps의 USB4 프로토콜이 발표되었습니다.

USB3에는 다음 3세대 표준이 있습니다.

이 중 Gen1과 Gen2는 STD-A/B와 Type-C 커넥터를 쓰는 고속 저장·전송 장치에 널리 쓰이고, Gen2×2는 Type-C 커넥터가 필수입니다. 이 소프트웨어는 USB 3.2 Gen1, Gen2, Gen2×2 초고속 신호의 적합성 시험에 적용됩니다.

제품과 커넥터

아래 그림은 USB 3.2의 채널 모델입니다.

USB 3.2 표준은 단일 레벨 코드가 아니라 차동 신호를 씁니다. 두 선의 전압 차로 논리 상태를 나타내므로 간섭에 강합니다.

• USB 3.2 제품은 Device, Host, Hub upstream, Hub downstream 4가지입니다.
• USB 3.2 커넥터는 STD-A, STD-B, Micro AB, Type-C 4가지입니다.

시험 신호

USB 3.2 Gen2 송신기 적합성 시험에서 DUT에서 수집해야 하는 신호는 LFPS(저주파 주기 신호), 5G 시험 신호, 10G 시험 신호 3가지입니다.

#### LFPS 시험 신호

LFPS(Low-Frequency Periodic Signaling) 는 저전력 링크 상태에 있는 링크 양쪽 포트 사이의 사이드밴드 통신에 쓰입니다. 링크가 훈련(training) 상태이거나, 다운스트림 포트가 링크를 재설정하려고 핫 리셋을 보낼 때도 이 신호를 씁니다. LFPS에는 다음 종류가 있습니다.

이 문서는 주로 Polling.LFPS 신호의 적합성 시험을 다룹니다. Polling.LFPS 파형은 20~100 ns 주기(10~50 MHz) 의 방형파(듀티비 약 50%)를 보내며, 각 버스트(Burst)는 1.0 µs(32주기 포함) 동안 지속됩니다(그림 2).

#### 5G 시험 신호

DUT가 정상 또는 고속 데이터 전송 모드에 들어가면 5 Gbps 고속 데이터를 내보내기 시작합니다. USB 3.2 Gen1 시험 신호에는 9가지 적합성 패턴(Compliance Pattern) CP0~CP8이 있고, 송신기 적합성 시험에서는 이 중 CP0과 CP1을 수집합니다. 두 패턴을 쓰면 여러 측면에서 송신기를 시험할 수 있어 USB 3.2 Gen1 표준 요건을 만족하는지 확인할 수 있습니다.

• CP0: 8b/10b 인코딩된 5 Gbps 의사 난수(PRBS) 패턴입니다. 실제 데이터 전송 환경을 모사하며 눈 다이어그램 시험, 총 지터 시험 등에 씁니다.
• CP1: D10.2 패턴, 즉 0101이 계속 바뀌는 패턴으로 2.5 GHz 클록에 해당합니다. 주로 계측기 오차를 교정하고 지터 성분을 분리하는 데 쓰이며, 시험에 기준 클록을 제공합니다. 스프레드 스펙트럼 클록(SSC) 과 랜덤 지터(RJ) 시험에도 씁니다.

#### 10G 시험 신호

USB 3.2 Gen2 시험 신호에는 17가지 적합성 패턴 CP0~CP16이 있고, 송신기 적합성 시험에서는 CP0, CP1, CP9, CP10, CP13, CP14, CP15를 수집합니다. 여러 패턴으로 송신기를 다각도로 시험해 USB 3.2 Gen2 표준 요건 만족 여부를 확인합니다.

적합성 시험

규격 요건에 따라 LFPS와 5G 신호의 SSC·눈 다이어그램을 각각 시험합니다.

#### LFPS 적합성 시험

아래 그림은 Polling.LFPS 신호 파형입니다.

• LFPS Burst: tBurst 시간 동안 LFPS 신호를 연속으로 전송하는 구간입니다.
• LFPS 시퀀스: tRepeat 시간 동안 LFPS Burst 한 번을 전송하는 단위입니다.
• tPeriod: LFPS 한 주기의 길이입니다.
• Electrical Idle: 연속한 두 LFPS Burst 사이에서 링크가 전기적 유휴 상태에 있는 구간입니다.

규격에 따라 LFPS 신호의 다음 매개변수를 시험합니다.

#### SSC 적합성 시험

스프레드 스펙트럼 클록(SSC) 은 컴퓨터 메인보드 회로에서 전자파 방사(EMI) 를 줄이려고 자주 씁니다. USB 3.2에서는 SSC의 변조 주파수(SSC Modulation Rate) 와 주파수 편차(SSC Deviation) 를 시험해야 합니다.

SSC는 USB 3.2 칩의 입력 클록과 밀접하게 관련되어 있어서, 입력 클록의 SSC가 요건에 맞지 않으면 보통 USB 3.2 출력 신호의 SSC도 시험을 통과하지 못합니다. 규격에 따라 5G Transmitter SSC Test(5G 송신기 스프레드 스펙트럼 클록 시험)는 다음 항목을 포함합니다.

• SSC Freq Dev Trough (주파수 편차 골 값)
• SSC Freq Dev Peak (주파수 편차 피크 값)
• SSC Modulation (변조 주파수)
• SSC Slew Rate (변환 속도)
• SSC df/dt (주파수 변화율)

#### 눈 다이어그램 적합성 시험

눈 다이어그램과 지터 시험에서는 신호원이 특별한 시험 패턴을 내보내야 합니다.

• 눈 다이어그램 시험에는 CP0 패턴(스크램블된 D0.0)이 필요하며 결정론적 지터(Dj)를 측정하는 데 씁니다.
• 지터 시험에는 CP0 비트열 또는 CP1 비트열(D10.2) 이 필요하며 랜덤 지터(Rj)를 측정하는 데 씁니다.

규격은 눈 다이어그램의 근단(Near-end) 시험은 TP2(Short Channel), 원단(Far-end, Long Channel) 시험은 TP4에서 하도록 정의합니다.

규격에 따라 눈 다이어그램 적합성 시험은 다음 항목을 포함합니다.

5G 송신기 근단(TP2, Short Channel) 눈 다이어그램 시험

• TP2 Short Channel Random Jitter (랜덤 지터)
• TP2 Short Channel Maximum Deterministic Jitter (최대 결정론적 지터)
• TP2 Short Channel Total Jitter at BER-12 (BER 10⁻¹²에서의 총 지터)
• TP2 Short Channel Template (마스크/템플릿 시험)
• TP2 Short Channel Differential Output Voltage (차동 출력 전압)

5G 송신기 원단(TP4, Long Channel) 눈 다이어그램 시험

• TP4 Long Channel Random Jitter / Maximum Deterministic Jitter / Total Jitter at BER-12
• TP4 Long Channel Template, TP4 Long Channel Differential Output Voltage

10G 송신기 근단(TP2) 눈 다이어그램 시험

• TP2 Short Channel Random Jitter, Template, Differential Output Voltage
• TP2 Short Channel Extrapolated Eye Height (외삽 눈 높이)
• TP2 Short Channel Minimum Eye Width (최소 눈 폭)

10G 송신기 원단(TP4) 눈 다이어그램 시험

• TP4 Long Channel Maximum Deterministic Jitter
• TP4 Long Channel Total Jitter at BER-6 (BER 10⁻⁶에서의 총 지터)
• TP4 Long Channel Template, Extrapolated Eye Height, Minimum Eye Width

다음 표는 5G 송신기 눈 다이어그램 시험의 합격 기준입니다.

다음 표는 10G 송신기 눈 다이어그램 시험의 합격 기준입니다.

#### 디엠퍼시스와 프리슛 적합성 시험

USB 3.2에서는 이퀄라이저를 쓰기 때문에 디엠퍼시스(De-emphasis) 와 프리슛(Preshoot) 을 시험해야 합니다. 이 시험에서도 신호원이 특별한 패턴을 내보내야 합니다.

• CP13: 연속 1이 64개, 연속 0이 64개. 10 Gb/s로 전송하며 프리슛만 사용
• CP14: 연속 1이 64개, 연속 0이 64개. 10 Gb/s로 전송하며 디엠퍼시스만 사용
• CP15: 연속 1이 64개, 연속 0이 64개. 10 Gb/s로 전송하며 프리슛과 디엠퍼시스 모두 사용

시험 장비

USB3 적합성 시험을 하기 전에 필요한 장비와 소프트웨어를 준비하고 오실로스코프를 교정해야 합니다.

주문 정보

하드웨어

소프트웨어

오실로스코프

• 성능 요건: 최소 대역폭 13 GHz, 최소 샘플링 레이트 40 GSa/s
• 권장: RIGOL DHO50000 및 DS80000 시리즈 디지털 오실로스코프가 USB 3.2 Gen2 적합성 분석 기능을 지원합니다(옵션 USB3C 설치 필요).

지그

TF-USB30C-STP 지그의 구성은 다음과 같습니다.

TF-USB30A-STP 지그의 구성은 다음과 같습니다.

케이블

시험 장비 연결

피시험 장치(DUT)는 다음 4가지입니다.

지원하는 USB 3.2 연결 유형은 다음과 같습니다.

장치(Device) 시험

이 절은 Type-C 커넥터 지그를 예로, DUT가 Device일 때의 시험 연결 방법을 설명합니다.

시험 장비 목록

• 오실로스코프: DS81304 / DHO51304 / DHO51604
• DUT: 500 GB 외장 하드(USB Type-C 커넥터)
• 지그: DEVICE FIXTURE 1C(이하 Device 1C), COMPLIANCE LOAD BOARD(CLB), 지그 전원 케이블
• 케이블: Type-C 케이블, SMA 수–암 케이블 2개, SMA 수–수 케이블 1개

연결 순서

1. 시험할 장치(외장 하드)의 USB Type-C 커넥터를 Device 시험 지그(DEVICE 1C) 에 연결합니다.
2. 5 V VBUS 전원으로 지그에 전원을 공급합니다. 지그의 점퍼 캡을 올바르게 단락해야 합니다(CC1 Device 또는 CC2 Device를 단락, 아래 그림의 화살표).
3. 1 m Type-C to Type-C 케이블로 합규 부하 보드(COMPLIANCE LOAD BOARD)를 시험 지그(DEVICE 1C)에 연결합니다. DUT의 시험 패턴을 전환할 수 없으면 CLB와 CET 사이 케이블의 한쪽 끝을 뒤집어 꽂고 다시 시험합니다(아래 그림의 빨간 원).
4. SMA 수–수 케이블로 CLB의 Tx+ 를 DS81304/DHO51304/DHO51604 오실로스코프의 CAL OUT 출력에 연결합니다.
5. SMA 수–암 케이블로 시험 지그(DEVICE 1C)의 Tx1+ 와 Tx1− 를 오실로스코프 채널 1과 채널 3에, 또는 채널 2와 채널 4에 연결합니다.

호스트(Host) 시험

아래는 Type-C 커넥터 지그를 예로 든 시험 연결 방법입니다.

시험 장비 목록

• 오실로스코프: DS81304 / DHO51304 / DHO51604
• DUT: USB Type-C 포트가 있는 데스크톱 PC
• 지그: HOST FIXTURE 1C(이하 Host 1C), COMPLIANCE LOAD BOARD, 지그 전원 케이블
• 케이블: Type-C 케이블, SMA 수–암 케이블 2개, SMA 수–수 케이블 1개

연결 순서

1. 시험할 장치(데스크톱 PC)의 Type-C 포트를 시험 지그(HOST 1C)에 연결합니다. 지그의 점퍼 캡이 CC1 Host 또는 CC2 Host에 올바르게 단락되어 있는지 확인합니다.
2. 1 m Type-C to Type-C 케이블로 COMPLIANCE LOAD BOARD를 시험 지그(HOST 1C)에 연결합니다. 패턴 전환이 안 되면 CLB와 CET 사이 케이블의 한쪽 끝을 뒤집어 다시 꽂습니다.
3. SMA 수–수 케이블로 CLB의 Tx+ 를 오실로스코프 CAL OUT 출력 단자에 연결합니다.
4. SMA 수–암 케이블로 시험 지그(Host 1C)의 Tx1+ 와 Tx1− 를 오실로스코프 채널 1과 채널 3(또는 채널 2와 채널 4)에 연결합니다.

허브 업스트림(Hub Upstream) 시험

아래는 Type-C 커넥터 지그를 예로 든 허브 업스트림 시험 연결 방법입니다.

시험 장비 목록

• 오실로스코프: RIGOL DS81304 / DHO51304 / DHO51604
• DUT: USB 허브. 허브의 다운스트림 포트에 외장 하드(USB Type-C)를 연결
• 지그: DEVICE FIXTURE 1C(Device 1C), COMPLIANCE LOAD BOARD, 지그 전원 케이블
• 케이블: Type-C 케이블, SMA 수–수 케이블 2개 + SMA 암–암 어댑터(또는 SMA 수–암 케이블), SMA 수–수 케이블 1개

연결 순서

1. 시험할 USB 허브의 업스트림 포트를 Device 시험 지그(DEVICE 1C)에 연결하고, 지그에 5 V VBUS를 공급합니다.
2. 1 m Type-C to Type-C 케이블로 COMPLIANCE LOAD BOARD를 시험 지그(DEVICE 1C)에 연결합니다.
3. SMA 수–수 케이블로 CLB의 Tx+ 를 오실로스코프 CAL OUT 출력에 연결합니다.
4. SMA 수–암 케이블로 시험 지그(DEVICE 1C)의 Tx1+ 와 Tx1− 를 오실로스코프 채널 1과 채널 3(또는 채널 2와 채널 4)에 연결합니다.

허브 다운스트림(Hub Downstream) 시험

아래는 Type-C 커넥터 지그를 예로 든 허브 다운스트림 시험 연결 방법입니다.

시험 장비 목록

• 오실로스코프: RIGOL DS81304 / DHO51304 / DHO51604
• DUT: USB 허브. 허브의 업스트림 포트를 데스크톱 PC의 USB Type-C 포트에 연결
• 지그: HOST FIXTURE 1C(Host 1C), COMPLIANCE LOAD BOARD, 지그 전원 케이블
• 케이블: Type-C 케이블, SMA 수–수 케이블 2개 + SMA 암–암 어댑터(또는 SMA 수–암 케이블), SMA 수–수 케이블 1개

연결 순서

1. 시험할 USB 허브의 다운스트림 포트를 시험 지그(Host 1C)에 연결합니다.
2. 1 m Type-C to Type-C 케이블로 COMPLIANCE LOAD BOARD를 시험 지그(Host 1C)에 연결합니다.
3. SMA 수–수 케이블로 CLB의 Tx+ 를 오실로스코프 CAL OUT 출력 단자에 연결합니다.
4. SMA 수–암 케이블로 시험 지그(Host 1C)의 Tx1+ 와 Tx1− 를 오실로스코프 채널 1과 채널 3(또는 채널 2와 채널 4)에 연결합니다.

시험 유형별 연결 한눈에 보기

소프트웨어 설치와 사용

USB 3.2 적합성 시험 PC 소프트웨어는 RIGOL DS80000 / DHO50000 시리즈 디지털 오실로스코프를 원격 제어해 USB 3.2 적합성 분석 기능을 실행합니다.

Windows에 설치

USB 3.2 와 UVerse 설치

USB 3.2 적합성 시험 PC 소프트웨어의 설치 파일은 UVerse_Installer_x64_uat-usb3_uat.exe입니다. 의존하는 UVerse 버전은 설치 패키지에 들어 있는 것을 써도 되고 최신 공식 릴리스를 설치해도 됩니다. 설치 파일을 오른쪽 클릭해 관리자 권한으로 실행하고, 설치 화면에서 구성 요소를 모두 선택한 뒤 설치를 마칩니다. 설치가 끝나면 바탕화면에 바로가기 아이콘이 생깁니다. 아이콘을 오른쪽 클릭해 관리자 권한으로 실행하면 USB 3.2 적합성 시험 소프트웨어가 열립니다.

SigTest 설치

Windows에 다음 두 가지 버전의 SigTest를 설치합니다.

• SigTest 3.2.11.4
• SigTest 4.0.23.2

RIGOL OS에 설치

RIGOL OS가 설치된 기기에서는 다음 순서로 설치합니다.

1. UVerse 설치: 사용자 `rigol`을 UVerse 서비스 소유 사용자로 하여 UVerse 00.01.07.00.00 이상을 설치하고 로그인하거나 라이선스를 활성화합니다.
2. USB 3.2 설치: UVerse의 애플리케이션 관리 Nexus에서 로컬 설치를 누르고 USB 3.2 설치 패키지(`.uvapp`)를 선택해 확인한 뒤 설치합니다. USB3.2 Compliance Test를 선택하고 시작 버튼을 누르면 USB3 적합성 시험 소프트웨어가 열립니다.
3. 데스크톱 바로가기 만들기(선택): `/usr/share/applications/uverse-usb3.desktop` 파일을 만들고 `sudo update-desktop-database`로 데스크톱 데이터베이스를 갱신합니다.
4. 오실로스코프 메인 메뉴에 USB3.2 항목 만들기: `/rigol/apps/usb3` 디렉터리를 만들고 `manifest.json`에 앱 ID, 이름, 아이콘, 실행 명령, 필요한 기능(오실로스코프 제어와 파형 스트림), 다국어 이름을 기록합니다.
5. SigTest 설치: Windows의 두 SigTest 폴더(`SigTest_3.2.11.4`, `SigTest 4.0.23.2`)를 `/home/rigol/SigTest/` 아래로 복사합니다.

소프트웨어 설정

소프트웨어를 실행하면 다음 화면이 나옵니다.

• 오른쪽 위의 설정 아이콘을 누르면 소프트웨어의 화면 언어, 테마, 앱 설정을 고를 수 있습니다.
• 왼쪽의 앱 설정에서 SigTest의 경로를 설정합니다. Windows와 RIGOL OS의 기본 설정이 다릅니다.
• 오른쪽 위의 도움말로 소프트웨어 도움말 문서를, 정보로 소프트웨어 버전 등 정보를 볼 수 있습니다.

시험 설정

창 위쪽의 시험 설정 탭에서 다음을 설정합니다.

자동 시험의 범위

• LFPS 시험: 시험 도중 지그와 DUT의 연결을 끊어야 하므로 자동 시험이 지원되지 않습니다.
• 5G 신호 시험: 자동 시험 지원. 여러 항목을 연속으로 시험하는 동안 항목에 맞게 DUT 패턴을 자동 전환하고, 오실로스코프 캡처를 자동 구성한 뒤 USB 3.2 적합성 분석을 합니다.
• 10G 신호 시험: 자동 시험 지원. 동작은 5G와 같습니다.

그 밖의 설정

시험 항목 선택

시험 항목 탭을 누르면 현재 프로토콜 버전이 지원하는 시험 항목이 나옵니다. 하위 항목이 있는 행의 앞에는 + 또는 − 가 있으며, 눌러서 하위 항목을 펼치거나 접습니다. 항목 앞의 체크박스로 실행할 항목을 고릅니다. 첫 행 오른쪽의 아이콘 버튼으로 전체 펼치기, 전체 접기, 기본 계층 보기를 할 수 있습니다. 이 솔루션이 지원하는 시험 항목과 합격 기준은 위 “적합성 시험” 절을 참조하세요.

한 번에 여러 시험 실행

모든 시험 항목을 선택하면 DUT가 다음 순서로 시험 신호를 보냅니다.

1. DUT가 보내는 LFPS 신호 설정
2. DUT가 보내는 5G CP0 패턴 신호 설정
3. DUT가 보내는 5G CP1 패턴 신호 설정
4. DUT가 보내는 10G CP9 패턴 신호 설정
5. DUT가 보내는 10G CP10 패턴 신호 설정
6. DUT가 보내는 10G CP13 패턴 신호 설정
7. DUT가 보내는 10G CP14 패턴 신호 설정
8. DUT가 보내는 10G CP15 패턴 신호 설정

시험 실행 화면에서 모든 시험 신호를 차례로 저장하고 나면 시험 신호의 적합성 분석을 마치고 보고서를 생성합니다.

시험 실행

시험 실행 창으로 들어가 제공되는 시험 순서를 따릅니다.

1. 시험 장비가 연결도 화면의 그림대로 올바르게 연결되어 있는지 확인합니다.
2. 시험 시작 버튼을 눌러 시험을 시작합니다.

#### LFPS 시험

LFPS 시험 항목을 선택했으면 시험을 시작한 뒤 위와 같은 화면이 나옵니다. 창의 “시험 순서” 안내에 따라 진행합니다.

1. DUT와 지그의 연결을 끊습니다.
2. LFPS 캡처 준비 버튼을 눌러 DUT가 보내는 LFPS 시험 파형을 캡처합니다.
3. DUT를 지그에 다시 연결합니다.
4. 오실로스코프가 캡처한 파형을 조작 화면에 표시된 참조 파형과 비교해 같으면 다음 단계 버튼을 누릅니다.
5. 현재 시험 항목의 처리가 끝나기를 기다립니다. 소프트웨어는 시험한 파형을 .bin 파일로 소프트웨어 설치 디렉터리의 `project/waveform`에 저장하고, SigTest를 호출해 분석한 뒤 시험 결과를 만듭니다. 이 데이터 파일은 USB3 표준 프로토콜에 맞으며 이후 적합성 시험의 오프라인 분석에 쓸 수 있습니다.
6. 오실로스코프가 캡처한 파형이 화면 파형과 다르면 1~4단계를 반복합니다. 시험이 끝나면 이번 시험의 보고서가 표시됩니다.

시험 도중 시험 정지 버튼으로 현재 시험을 멈출 수 있습니다.

#### 5G 신호 눈 다이어그램 시험

5G 신호 눈 다이어그램 시험 항목을 선택했으면 시험 시작 후 아래 화면이 나옵니다. 시험 도중 시험 정지 버튼으로 언제든 멈출 수 있습니다. 5G 송신기 눈 다이어그램 시험에는 DUT가 보내는 CP0와 CP1 패턴 신호가 필요합니다.

CP0 패턴 캡처 — 오실로스코프가 DUT가 보내는 CP0 5G 시험 신호를 캡처하도록 설정하고, 창의 “시험 순서” 안내에 따릅니다.

• 단일 트리거(Single) 버튼을 눌러 오실로스코프를 단일 트리거로 설정합니다.
• 오실로스코프가 캡처한 파형을 조작 화면의 파형과 비교합니다(이때 오실로스코프의 Web Control 페이지로 파형을 볼 수 있습니다).
• DUT 출력이 올바른 CP0 패턴임을 확인하고 다음 단계를 누릅니다.
• 파형이 올바르지 않으면 DUT 패턴 전환 버튼을 눌러 위 단계를 반복합니다.
• 그래도 올바르지 않으면 전환 신호를 “의사 난수 신호” 로 선택하고 DUT 패턴 전환 버튼을 눌러 반복합니다.

CP1 패턴 캡처 — CP0 캡처와 같은 방식입니다.

• 단일 트리거 버튼을 눌러 오실로스코프를 단일 트리거로 설정합니다.
• 캡처한 파형과 조작 화면의 파형을 비교해 DUT 출력이 올바른 CP1 패턴인지 확인하고 저장/다음 단계를 누릅니다.
• 파형이 올바르지 않으면 패턴을 “의사 난수 신호”로 선택하고 DUT 패턴 전환 버튼을 눌러 반복합니다.
• 시험이 끝나면 이번 시험의 보고서가 표시됩니다.

#### 5G 신호 SSC 시험

화면 왼쪽에서 5G 신호 SSC 시험 항목을 선택했으면 시험 시작 후 아래 화면이 나옵니다. 5G 송신기 스프레드 스펙트럼 클록 시험에는 DUT가 보내는 CP1 패턴만 필요합니다. 오실로스코프가 CP1 신호를 캡처하도록 설정하고 “시험 순서” 안내에 따릅니다.

• 단일 트리거 버튼으로 오실로스코프를 단일 트리거로 설정합니다.
• 캡처한 파형과 조작 화면의 파형(Web Control 페이지로 확인 가능)을 비교해 DUT 출력이 올바른 CP1 패턴임을 확인하고 다음 단계를 누릅니다.
• 파형이 올바르지 않으면 패턴을 “의사 난수 신호”로 선택하고 DUT 패턴 전환 버튼을 눌러 반복합니다.
• 시험이 끝나면 이번 시험의 보고서가 표시됩니다.

#### 10G 신호 눈 다이어그램 시험

10G 신호 눈 다이어그램 시험 항목을 선택했으면 시험 시작 후 아래 화면이 나옵니다. 10G 송신기 눈 다이어그램 시험에는 DUT가 보내는 CP9와 CP10 패턴 신호가 필요합니다.

• CP9 패턴 캡처: 단일 트리거를 누르고 캡처한 파형과 조작 화면 파형을 비교해, 올바른 CP9이면 다음 단계를 누릅니다. 올바르지 않으면 DUT 패턴 전환 버튼으로 반복하고, 그래도 안 되면 전환 신호를 “의사 난수 신호”로 선택해 반복합니다.
• CP10 패턴 캡처: 같은 방식으로 단일 트리거, 파형 비교, 저장, 다음 단계 순으로 진행합니다. 올바르지 않으면 패턴을 “의사 난수 신호”로 선택하고 DUT 패턴 전환 버튼을 눌러 반복합니다.

시험이 끝나면 이번 시험의 보고서가 표시됩니다.

#### 10G 신호 SSC 시험

화면 왼쪽에서 10G 신호 SSC 시험 항목을 선택했으면 시험 시작 후 아래 화면이 나옵니다. 10G 송신기 스프레드 스펙트럼 클록 시험에는 DUT가 보내는 CP10 패턴만 필요합니다. 절차는 5G SSC 시험과 같습니다(단일 트리거 → 파형 비교 → 다음 단계, 파형이 올바르지 않으면 DUT 패턴 전환).

#### 10G 신호 프리슛·디엠퍼시스 시험

10G 신호 프리슛 또는 디엠퍼시스 시험 항목을 선택했으면 시험 시작 후 아래 화면이 나옵니다. 이 시험에는 DUT가 보내는 CP13, CP14, CP15 패턴 신호가 필요합니다.

각 패턴(CP13 → CP14 → CP15)은 같은 방식으로 캡처합니다.

• 단일 트리거를 눌러 오실로스코프를 단일 트리거로 설정합니다.
• 캡처한 파형과 조작 화면의 파형을 비교해 DUT 출력이 올바른 패턴인지 확인하고 저장/다음 단계를 누릅니다.
• 파형이 올바르지 않으면 DUT 패턴 전환 버튼으로 반복하고, 그래도 안 되면 전환 신호를 “의사 난수 신호”로 선택해 반복합니다.

모든 패턴 캡처를 마치면 이번 시험의 보고서가 표시됩니다.

오프라인 분석

오프라인 분석 화면에서는 이전에 저장한 파형 데이터 파일로 적합성 분석을 할 수 있습니다. 시험 항목 탭에서 시험할 항목을 선택한 뒤 오프라인 분석 탭에서 찾아보기 버튼으로 각 항목에 해당하는 파형 파일 경로를 고릅니다. 선택한 여러 항목 중 파형 파일 경로가 지정되지 않은 것이 있으면 분석을 시작할 수 없습니다.

시험 항목별로 불러와야 하는 파일은 다음과 같습니다.

• 근단(송신기) 눈 다이어그램은 송신기 신호를 분석하므로 TP2 데이터 파일을 불러옵니다.
• 원단(수신기) 눈 다이어그램은 송신기 TP2와 수신기 TP4 시험점의 데이터 파일을 모두 불러옵니다. CP0_TP4(5G) 또는 CP9_TP4(10G) 파일이 없으면, CP0_TP2(또는 CP9_TP2) 파일과 해당 DUT 유형, 지그 유형, 5G/10G 전달 함수 파일을 설정하면 소프트웨어가 해당 전달 함수 파일(또는 내장 전달 함수)로 TP2에서 TP4 파일을 계산해 적합성 분석을 합니다.

분석 시작 버튼을 누르면 분석이 진행되고, 끝나면 팝업으로 완료를 알립니다.

시험 결과

시험 결과 탭에서 온라인 시험과 오프라인 분석의 결과 데이터를 볼 수 있습니다.

시험 결과 요약

위쪽 표는 시험 항목별 결과 요약으로, 통과 여부, 실패 횟수, 시험 횟수, 시험 항목 이름, 측정값, 마진, 합격 기준을 보여 줍니다.

시험 상세

결과 요약 표에서 한 행을 누르면 아래 시험 상세 영역에 그 항목의 시험 회차별 상세 결과가 나옵니다. 측정 항목 이름, 실측값, 마진, 합격 기준, 템플릿(마스크) 시험 항목의 눈 다이어그램이 포함됩니다.

시험 횟수가 1을 넘으면 여러 번 측정한 값의 통계 정보와 회차별 상세 기록이 표시됩니다.

메모

시험 결과 요약 위쪽의 텍스트 입력란에 메모를 입력하면 이후 생성되는 보고서에 표시됩니다.

보고서 내보내기

결과 요약 표 맨 오른쪽 열의 체크박스로 내보낼 시험 항목을 고릅니다. 시험 횟수가 1을 넘는 항목은 시험 상세의 Detail of N Worst Trials 표 마지막 열 체크박스에서 내보낼 시험 기록도 고를 수 있습니다. 그다음 보고서 내보내기 버튼을 눌러, 저장 창에서 HTML 또는 PDF 형식과 저장 경로, 파일 이름을 입력하고 저장합니다. 파일 이름의 확장자는 저장 형식과 같아야 합니다.

보고서 보기

보고서 보기 버튼을 누르면 현재 시험 결과의 HTML 보고서가 열립니다.

시험 결과 삭제

불필요한 시험 결과 기록은 결과 요약 표에서 특정 항목의 마지막 열 체크박스를 선택하고 표 위쪽의 삭제 버튼을 눌러 지울 수 있습니다. 시험 상세의 Detail of N Worst Trials 표에서 지울 회차의 체크박스를 선택하고 표 위쪽의 선택한 횟수 삭제 버튼을 눌러 삭제할 수도 있습니다. 삭제하면 되돌릴 수 없다는 확인 창이 나타납니다.

XHSETT 도구 사용

Host 또는 Hub Downstream USB 3.2 신호의 적합성 시험을 할 때는 XHSETT 도구로 USB3 호스트와 허브를 합규 시험 모드로 만들어 시험 신호를 내보내게 해야 합니다.

XHSETT(High Speed Electrical Test Tool) 는 USB-IF(USB Implementer’s Forum) 가 제공하는 표준 소프트웨어입니다. PC에 설치해 실행하면 그 PC의 USB 포트를 시험 모드로 제어합니다.

도구 다운로드와 설치

• 다운로드 주소: `https://www.usb.org/document-library/xhsett`
• 설치 파일: `XHSETT 2.1.1.0 Installer_0.exe`

도구 사용법

1. XHSETT 도구 아이콘을 눌러 도구를 엽니다.
2. Continue 버튼을 누릅니다. (Stack Switcher 화면에서 사용할 호스트 컨트롤러를 선택하고 Continue를 누릅니다. 안내 창이 한 번 더 나오면 Continue로 진행합니다.)
3. 맨 아래의 Host/Hub DSF Ports를 선택하고 TEST를 누릅니다.
4. Test Mode 드롭다운에서 TX_COMPLIANCE_MODE를 선택합니다.
5. Port에서 시험할 Type-C 포트 번호를 선택합니다(DELL 데스크톱 예: 포트 19). 어느 포트인지 모르겠으면 포트 번호를 하나씩 바꿔 가며 EXECUTE를 누릅니다. 성공하면 상태창에 “Operation Successful”이 표시됩니다.
6. 포트 설정을 마친 뒤 HOST 1C 지그를 데스크톱의 지정한 Type-C 포트에 꽂습니다. 포트 설정이 올바르면 오실로스코프가 CP0 패턴 신호를 캡처합니다.
7. 시험 연결을 마치고 시험 순서에 따라 시험을 실행합니다.

정리

• USB 3.2 적합성 시험은 LFPS, 5G/10G SSC, 눈 다이어그램(근단 TP2·원단 TP4), 디엠퍼시스·프리슛을 시험하며, 시험 신호는 CP0/CP1(5G) 과 CP9/CP10/CP13~CP15(10G) 패턴입니다.
• 장비는 DHO50000(Gen1·Gen2) 또는 DS80000(Gen1) 오실로스코프, TF-USB30A/C-STP 지그, 옵션 USB3C가 필요합니다.
• Device·Hub Upstream은 DEVICE 지그, Host·Hub Downstream은 HOST 지그와 XHSETT 도구를 씁니다.
• 순서는 연결 → 시험 설정 → 항목 선택 → 시험 실행(패턴 캡처) → 결과 확인 → 보고서 내보내기이며, 저장해 둔 파형은 오프라인 분석으로 다시 분석할 수 있습니다.

본 글은 RIGOL 응용 가이드(USB 3.2 Compliance Test 사용 설명서)를 한국어로 옮기고 읽기 쉽게 재구성한 것입니다. 사양과 구성은 예고 없이 변경될 수 있습니다.