정광인스텍

시리얼 데이터 분석은 상호 연결 및 임베디스 시스템 내에서 동시에 분석해야 하는 상호 운용 분석의 필요성이 점점 증가하고 있습니다. 이 번 포스팅 기사에서는 USB-C® 디바이스에 중점을 두고 프로토콜 시간과 서로 다른 두 인터페이스 사이에서 시간 측정이 가능한 TDME 및 DME 옵션을 적용하여 측정하는 예를 보이도록 하겠습니다.

USB-C 커넥터는 하나의 작은 핀 세트에 많은 프로토콜을 담고 있으며 신호 및 전력 무결성을 유지하는 것은 규정 준수 과제입니다. 고속 데이터 전송 외에도 USB-PD(전력 전달)는 유연한 전력 분배를 제공하며 DisplayPort™와 같은 보조 측대역 신호는 비디오를 전송합니다. 이러한 기능을 해결하려면 시리얼 데이터 패킷을 관측하는 것은 물론 데이터 패킷과 아날로그 신호 간의 타이밍을 측정하는 기능이 필요합니다.

예를 들어 Alt-mode의 USB-C(DPoC)를 통한 DisplayPort는 alt 모드 시작과 DP-AUX 시작 사이에 타이밍 문제가 있는 경우 상호 운용성 실패로 동작에 문제가 발생할 수 있습니다.

​타이밍을 검증하는 방법은 USB-C 케이블을 통해 연결된 모든 장치의 USB-PD CC1/CC2 및 SBU 핀의 프로빙 포인트를 제공하는 USB-PD 쿠폰(Wilder Technologies)을 이용하여 USB-PD 및 DP-AUX 신호를 동시에 포착하는 것입니다. 테스트 쿠폰은 또한 전원 공급 문제를 디버깅할 수 있도록 VBUS 액세스 포이트와 VBUS의 전류 신호를 포착할 수 있도록 전류 루프를 제공합니다.
 

                                                                그림 1: USB-PD 및 DP-AUX 신호의 인터리브 디코딩.

그림 1에서는 높은 임피던스 수동 프로브를 사용하여 포착한 USB-PD CC1 라인의 신호를 오실로스코프 채널 1에서 보이고 있습니다. DP SBU 라인은 차동 방식으로 프로빙하여 C4(왼쪽 아래 격자)에 표시하였습니다. USB-PD TDME 및 DPAux D 옵션을 사용하여 두 신호를 동시에 포착하여 디코딩하면 메시지들 사이의 상대 시간, 컬러로 파형 위에 표시된 디코드 결과, 시간 관계 및 패킷들의 움직임을 테이블로 표시하고 있습니다.

USB-PD TDME 심볼릭 디코딩 기능을 사용하여 "SVID"와 같은 실제 인터페이스에서 사용하는 용어로 페이로드 데이터에 액세스 할 수 있습니다. 이를 통해 USB-PD 테이블의 "Bit Description" 열에서 DisplayPort의 SVID 인 "SVID = 0xff01"값을 검색 할 수 있습니다. 이것은 alt-mode가 시작되기 전의 최종 메시지이므로 USB-PD 디코딩 (오른쪽 위) 테이블에서 이 메시지가 표시된 컬럼을 터치하여 확대하면, DPAux 디코딩 (오른쪽 아래)도 자동으로 확대되고 DP-AUX가 시작되는 순간의 파형이 정확하게 표시됩니다.

다음 단계는 그림 2와 같이 TDME 측정/그래프 기능을 디코딩에 적용하는 것입니다. 메시지 대 메시지 자동 타이밍 측정은 한 디코더에서 USB-PD 메시지의 시작과 다른 디코더에서 DP-AUX 메시지의 시작 사이에 경과된 시간을 정확하게 확인할 수 있습니다.
 

                                                 그림 2: P1은 USB-PD와 DPAux 메시지 사이의 시간 차를 보이고 있습니다.
                                                 (디코딩은 측정 테이블을위한 공간을 만들기 위해 십진수로 변경되었습니다.)

이 측정은 물리 계층 파형이 아닌 프로토콜 디코딩에 적용됩니다 : 두 개의 서로 다른 프로토콜에서 두 메시지 사이의 시간 지연 측정 값을 확인하고 있습니다. 측정 결과는 측정 테이블 파라미터 P1에 출력되었습닏. 이 Alt 모드 메시지와 DP-AUX 시작 사이의 시간은 46ms로 측정되었습니다. 이 시간이 상호 운용성 실패의 원인이 될 수 있습니다.

한 걸음 더 나아가 표준에서 제시한 한계 값 또는 사용자가 원하는 다른 한계 값을 적용하여 Message-to-Message 파라미터의 측정 결과 값과 한계 값을 비교하여 Pass/Fail 테스트를 진행하여 "pre-compliance" 테스트를 자체적으로 수행할 수 있습니다.그렇게하면 지속적인 인수를 실행할 수 있으며 경과 된 시간이 제한을 초과 할 때마다 인수가 중지되어 어떤 패킷이 문제를 일으키는 지 정확히 알 수 있고 그 당시 발생할 수있는 다른 것들과 상관 관계를 맺는 등 여러 가지 방법으로 경고 할 수 있습니다. 최대 네 개의 신호를 동시에 디코딩할 수 있으며, 여러 시리얼 데이터 측정 또는 Pass/Fail 테스트가 서로 다른 인터페이스들 사이의 상호 작용에 적용할 수 있습니다.

Mike Engbretson이 진행한 웨비나 USB-C 물리 계층 테스트에서 포스팅에 적용한 방법과 다른 USB-C 테스트 측정 방식을 보여주는 자세한 내용을 확인할 수 있습니다.