[고속 인터페이스 적합성 가이드 3/8] USB 2.0 적합성 시험 — 고속·전속·저속, Device·Host·Hub Leave a comment

이 가이드에서 다루는 내용

• RIGOL USB 2.0 적합성 시험 옵션(USBSQA) 의 구성과 필요 장비
• USB-IF 요건에 따른 고속(480 Mbps)·전속(12 Mbps)·저속(1.5 Mbps) 신호 품질 시험
• Device, Host, Hub Upstream, Hub Downstream 4가지 DUT별 시험 환경 연결과 XHCI HSETT 도구 설정
• 시험 항목 선택, 실행, 결과 요약, HTML 보고서 해석

개요

RIGOL의 USB 2.0 시험 옵션은 USB-IF 적합성 요건에 따라 V2.0 고속(High Speed), V1.1 전속(Full Speed), V1.0 저속(Low Speed) 신호 품질 시험을 제공합니다. USB-IF가 제공하는 USBET(USB Electrical Test) 방식과 RIGOL이 자체 개발한 방식을 바탕으로, 호스트(Host), 장치(Device), 허브 업스트림·다운스트림 신호 품질을 시험할 수 있습니다.

시스템 요건

적합성 옵션: USBSQA

USBSQA 옵션이 설치된 DHO50000, DS9000 계열 오실로스코프에 RIGOL 자체 개발 고속 차동 프로브 PVA8700 시리즈, 지그, SMA 케이블을 조합하면 프로토콜과 CTS 규범이 요구하는 신호 품질 부분의 시험을 할 수 있습니다.

하드웨어 장비 요건

RIGOL USB 2.0 적합성 옵션과 하드웨어 장비의 요건은 다음과 같습니다.

• 오실로스코프: DS70000, DS80000 — 하위 기기 방식 / DHO50000, DS9000 — Windows 상위 PC 또는 앱 방식
• 고속 신호 품질 시험은 SMA 케이블 방식과 차동 프로브 방식의 두 가지가 있고, 각각 지그가 다릅니다.

저속·전속 시험

• 저속/전속 다운스트림 방향 신호 품질 시험에는 수동 프로브 2개 + 저속/전속 지그가 필요합니다.
• 저속/전속 업스트림 방향 신호 품질 시험에는 수동 프로브 3개(RP3500A 권장) + 저속/전속 지그가 필요합니다. 업스트림에서는 다중 채널 직렬 트리거로 업스트림 방향 신호를 잡기 위해 트리거용 수동 프로브 1개가 더 필요합니다.
• 현재 저속/전속 지그는 협회에서 구매한 SQiDD 보드를 씁니다.

시험 준비

USBSQA 옵션 설치와 실행

exe 설치 패키지를 실행하고 안내에 따라 항목을 선택해 설치합니다. 설치 마법사는 환영 화면, 사용권 계약(EULA) 동의, 설치 경로 선택 단계로 진행됩니다.

소프트웨어 설정

시험 설정

시험 설정 항목

시험 항목

(1) 장치 신호 품질 관련 시험 항목

• 고속(HS): 신호 레벨 및 마스크(아이 다이어그램), 상승/하강 시간, 단조성(monotonicity)
• 전속(FS): 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간
• 저속(LS): 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간

(2) 호스트 신호 품질 관련 시험 항목

• 고속: 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간, 단조성
• 전속: 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간
• 저속: 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간

(3) 허브 신호 품질 관련 시험 항목

• 고속: 업스트림/다운스트림 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간, 단조성
• 전속: 업스트림·다운스트림 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간
• 저속: 업스트림 신호 레벨 및 마스크, 상승/하강 시간

시험 실행

실행 화면에는 시험 연결과 시험 순서에 관한 안내가 나옵니다. 파형 보기를 눌러 현재 파형이 기대와 맞는지 확인하고, 맞으면 시험 시작을 누릅니다. 시험 중에는 시험 항목별로 시험 알림이 나옵니다.

시험 순서

시험 순서 아래에는 현재 관련된 채널 연결 상태(사용 중인 프로브 종류 — SMA/차동 프로브/단일 종단 수동 프로브 — 와 연결해야 할 채널)가 표시됩니다. 시험 설정에서 선택한 상태와 같은지 확인합니다.

시험 연결

시험 연결 화면은 모든 시험 장면의 시험 하드웨어 환경 구성 방법, 즉 준비할 장비, 케이블 목록, 연결도를 HTML 형식 문서로 보여 줍니다.

HSETT 설정

이 버튼을 누르면 고속 시험과 저속/전속 업스트림 방향 시험에서 HSETT로 DUT를 설정하는 방법이 나옵니다. 올바른 시험 파형이 확실히 나오게 하는 데 필요합니다.

참조 파형

현재 시험 항목에서 확인된 파형의 참조 그림을 보여 줍니다. 환경 연결과 신호 설정이 맞는지 확인하는 데 도움이 됩니다.

시험 결과 요약

시험 결과 탭에서 항목별 합격/불합격, 측정값, 마진, 합격 기준을 한 표로 볼 수 있습니다.

시험 보고서 표시와 저장

시험이 끝나면 HTML 보고서가 표시됩니다. 보고서는 시험 구성(애플리케이션, 오실로스코프, 시험 세션), 결과 요약(합격·실패 건수), 항목별 상세 결과로 이루어지며, 파일로 저장할 수 있습니다.

시험 단계와 보고서 해설

DUT 유형(Device / Host / Hub)과 속도(고속 / 전속 / 저속)마다 환경 연결 → HSETT 설정 → 보고서 순서로 진행합니다. 아래는 11가지 조합을 모두 정리한 것입니다.

고속(High Speed) 장치 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결 — 고속 신호 품질 시험에는 전용 시험 지그(SQiDD 보드 기반)를 쓰며 차동 프로브 또는 SMA 케이블 중 하나로 연결할 수 있습니다.

연결 요점

1. 지그 [TEST PORT] → DUT 업스트림 포트(4인치 케이블)
2. 지그 [INIT PORT] → Test Bed PC의 HS 포트
3. 차동 프로브 → 지그 TP2 D+/D−(극성 맞춤)
4. Test 스위치는 OFF 상태로 두고, 녹색 Power LED가 켜졌는지 확인

3. HSETT 도구 설정

• 신호 발생 방식: Test Bed PC의 XHCI HSETT 소프트웨어가 DUT를 Test Mode로 만들면 DUT가 Test Packet을 계속 보냅니다. 경로는 XHCI HSETT → Device → TEST_PACKET입니다.
• 고속 신호 속도는 480 Mbps이며, TEST_PACKET은 신호 품질 시험용으로 보내는 패킷입니다.
• Test 스위치는 XHCI HSETT에서 TEST_PACKET을 실행한 뒤에 켭니다.

XHCI HSETT 조작

1. XHCI HSETT 열기와 시험 유형 선택 — Test Bed PC에서 XHCI HSETT를 실행하고 Device를 선택한 뒤 [TEST] 를 누릅니다.
2. 열거하고 Test Packet 보내기 — OK를 눌러 Part1 대화상자를 닫고, DUT가 열거되어 VID가 표시되는지 확인합니다. Device Command 드롭다운에서 TEST_PACKET을 선택하고 [EXECUTE] 를 누릅니다. 지그의 Test 스위치를 TEST 위치로 돌려 빨간색 Test LED가 켜지는지 확인합니다. 오실로스코프에 Test Packet 파형이 보이면 OK를 눌러 Part 2 대화상자를 닫고 오실로스코프에서 신호를 연속 캡처합니다.

4. 시험 보고서

고속 호스트(Host) 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결 — 차동 프로브 또는 SMA 케이블로 연결합니다.

3. HSETT 도구 설정

• 신호 발생 방식: 시험 대상 호스트 포트가 XHCI HSETT의 제어로 Test Packet을 보냅니다. 경로는 XHCI HSETT → Host Controller/System → Port Control → TEST_PACKET + 포트 번호입니다.
• 시험 대상 호스트 포트는 Test Bed PC 자체의 포트이며, 지그에 연결한 호스트 포트 번호를 정확히 입력해야 합니다.

XHCI HSETT 조작

1. Test Bed PC에서 XHCI HSETT를 실행하고 Host Controller/System을 선택한 뒤 [TEST]를 누릅니다.
2. [Enumerate Bus]를 눌러 시험 장치가 열거되어 VID가 표시되는지 확인합니다. Port Control 드롭다운에서 TEST_PACKET을 선택하고, 시험할 포트 번호를 입력한 뒤 [EXECUTE]를 누릅니다.
3. 시험 대상 포트가 Test Packet을 계속 보내고 오실로스코프에 파형이 표시됩니다. OK를 눌러 대화상자를 닫고 오실로스코프에서 신호를 연속 캡처합니다.

고속 허브 업스트림(Hub Upstream) 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결 — 장치 시험과 같은 지그를 쓰며 차동 프로브 또는 SMA 케이블로 연결합니다.

3. HSETT 도구 설정

• 신호 발생 방식: 시험 대상 허브의 업스트림 포트가 Test Mode에서 Test Packet을 계속 보냅니다. 경로는 XHCI HSETT → Hub → TEST_PACKET입니다. 허브 업스트림 포트의 Test Packet은 허브가 스스로 만듭니다.
• Test 스위치는 XHCI HSETT에서 TEST_PACKET을 실행한 뒤에 켭니다.

XHCI HSETT 조작

1. Test Bed PC에서 XHCI HSETT를 실행하고 Hub를 선택한 뒤 [TEST] 를 누릅니다.
2. OK로 Part 1 대화상자를 닫고 DUT가 열거되어 VID가 표시되는지 확인합니다. Hub Command 드롭다운에서 TEST_PACKET을 고르고 [EXECUTE]를 누릅니다. 지그의 Test 스위치를 TEST 위치로 돌려 빨간색 Test LED가 켜지는지 확인합니다. 오실로스코프에 Test Packet 파형이 보이면 OK로 Part 2 대화상자를 닫고 신호를 연속 캡처합니다.

4. 시험 보고서

고속 허브 다운스트림(Hub Downstream) 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결 — 호스트 시험과 같은 지그를 쓰며 차동 프로브 또는 SMA 케이블로 연결합니다.

연결 요점 — 지그 [TEST PORT] → 시험 대상 허브의 다운스트림 포트(4인치 케이블)

3. HSETT 도구 설정

• 신호 발생 방식: 시험 대상 허브의 다운스트림 포트가 XHCI HSETT 제어로 Test Packet을 보냅니다. 경로는 XHCI HSETT → Hub → Port Control → TEST_PACKET + 포트 번호입니다. 허브에서 지그에 연결한 포트 번호를 정확히 입력해야 합니다.
• Port Control의 TEST_PACKET 명령은 지정한 다운스트림 포트에만 적용됩니다.

XHCI HSETT 조작

1. Test Bed PC에서 XHCI HSETT를 실행하고 Hub를 선택한 뒤 [TEST]를 누릅니다.
2. [Enumerate Bus]를 눌러 시험 장치가 열거되어 VID가 표시되는지 확인합니다. Port Control 드롭다운에서 TEST_PACKET을 선택하고 시험할 포트 번호를 입력한 뒤 [EXECUTE]를 누릅니다.
3. 시험 대상 포트가 Test Packet을 계속 보내고 오실로스코프에 파형이 표시됩니다. OK를 눌러 대화상자를 닫고 신호를 연속 캡처합니다.

전속(Full Speed) 장치 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결

연결 요점

1. SQiDD 보드를 5단 허브 데이지 체인에 연결합니다(Hub#1 = HS, Hub#2 = FS).
2. DUT와 트리거용 FS 장치를 SQiDD 보드의 두 노드에 각각 꽂습니다.
3. 프로브 3개: CH3 → D+(DUT), CH2 → D−(DUT), CH1 → D+(인접 장치).

3. HSETT 도구 설정

• 신호 발생 방식: FS 장치(DUT)가 스스로 신호를 만들며, HSETT에서 LOOP DEVICE DESCRIPTOR 명령을 보내 트리거합니다. HSETT 소프트웨어의 제어가 필요합니다.

HSETT 조작

1. HSETT 열기와 시험 유형 선택 — Test Bed PC에서 HSETT를 실행하고 Device를 선택한 뒤 [TEST] 를 눌러 Device Test 화면으로 들어갑니다.
2. 열거하고 DUT 트리거 — [Enumerate Bus]를 누르고 장치 목록에서 DUT를 선택합니다. Device Command 드롭다운에서 LOOP DEVICE DESCRIPTOR를 고르고 [EXECUTE]를 누릅니다. DUT가 전속 신호를 계속 보내기 시작하면 OK로 대화상자를 닫습니다.

저속(Low Speed) 장치 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결

연결 요점

1. SQiDD 보드를 5단 허브 데이지 체인에 연결합니다(Hub#1 = HS, Hub#2 = FS).
2. DUT와 트리거용 LS 장치를 SQiDD 보드의 두 노드에 각각 꽂습니다.
3. 프로브: CH3 → D+(DUT), CH2 → D−(DUT), CH1 → D−(인접 장치).

3. HSETT 도구 설정 — 전속 장치와 같습니다. LS 장치(DUT)가 스스로 신호를 만들며 HSETT의 LOOP DEVICE DESCRIPTOR 명령으로 트리거합니다. DUT가 저속 신호를 계속 보내기 시작하면 OK로 대화상자를 닫습니다.

4. 시험 보고서

전속 호스트(Host FS) 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결

연결 요점

1. SQiDD 보드를 호스트 루트 허브에 연결하고, 뒤쪽으로 자체 전원 허브 5개 + FS 장치를 직렬로 연결합니다.
2. 허브 순서: Hub#1 = Full Speed 허브, Hub#2 = Hi-Speed 허브, 나머지는 임의.
3. 프로브: CH3 → D+, CH2 → D−.
4. HSETT 소프트웨어를 종료하고 확인합니다.

저속 호스트(Host LS) 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결

연결 요점

1. SQiDD 보드를 호스트 루트 허브에 직접 연결합니다(허브 데이지 체인 없음).
2. LS 장치를 SQiDD 보드의 같은 노드에 꽂고 스위치를 ON으로 합니다.
3. 프로브: CH3 → D+, CH2 → D−.
4. HSETT 소프트웨어를 종료하고 확인합니다.

3. 시험 보고서

허브 전속 업스트림 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결과 HSETT — 전속 장치 시험과 같은 연결을 쓰며, FS 장치가 만든 신호를 SQiDD 보드의 업스트림 방향으로 전송합니다. 트리거 방식은 HSETT의 LOOP DEVICE DESCRIPTOR입니다(조작은 전속 장치와 동일).

허브 전속 다운스트림 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결

연결 요점

1. 시험 대상 허브의 업스트림 포트를 허브 4개의 데이지 체인으로 호스트에 연결합니다(Hub#1 = FS, Hub#2 = HS).
2. SQiDD 보드를 시험 대상 허브의 다운스트림 포트에 연결하고, FS 장치를 SQiDD의 같은 노드에 꽂습니다.
3. 프로브: CH3 → D+, CH2 → D−.

3. 시험 보고서

허브 저속 다운스트림 신호 품질 시험

1. 필요한 장비

2. 시험 연결

연결 요점

1. 시험 대상 허브의 업스트림 포트를 허브 4개의 데이지 체인으로 호스트에 연결합니다(Hub#1 = FS 허브).
2. SQiDD 보드를 시험 대상 허브의 다운스트림 포트에 연결하고, LS 장치를 SQiDD의 같은 노드에 꽂습니다.
3. 프로브: CH3 → D+, CH2 → D−.

3. HSETT 도구 설정 — 필요 없습니다.

4. 시험 보고서

정리

• RIGOL USBSQA 옵션은 USB 2.0 고속·전속·저속 신호 품질을 Device, Host, Hub Upstream/Downstream 4가지 DUT에 대해 시험합니다.
• 고속은 차동 프로브 또는 SMA 케이블 + 전용 지그와 XHCI HSETT의 TEST_PACKET이 필요합니다.
• 전속·저속은 SQiDD 보드 + 수동 프로브(RP3500A 권장) 와 5단 허브 체인으로 시험하고, 장치·허브 업스트림은 HSETT의 LOOP DEVICE DESCRIPTOR로 트리거합니다.
• 순서는 시험 설정 → 시험 항목 선택 → 시험 연결·HSETT 설정 확인 → 시험 시작 → HTML 보고서 확인입니다.

본 글은 RIGOL 응용 가이드(USB 2.0 적합성 시험 솔루션 (2026.06))를 한국어로 옮기고 읽기 쉽게 재구성한 것입니다. 사양과 구성은 예고 없이 변경될 수 있습니다.