USB 3.0实测评鉴与报告：快速领略问题症结与解决方案

以确保USB 3.0的传输速度与质量。

首先，根据USB 3.0的规范指出，其LFPS差分讯号的正常范围应属800 mV至1200mV之间。在测试我们选用的USB3.0产品时发现，其差分讯号测得604.4mV，并不符合协会规范。因此，我们从讯号的衰减因素着手进行解决方案，发现原因是由讯号复元组件也就是Repeater（Redriver）所造成，现今许多装置为了方便消费者使用，外嵌许多USB接口，但不是每个接口都直接建置在主机版上，为了让更多的USB接口可以延伸到各个位置，需要透过额外加的Cable来延长，这时讯号的传递就可能受到Chip与接口传输距离过长造成讯号质量严重衰减。此时透过Repeater可让原始讯号在经过延长后的传输距离后作一个重整与还原的动作，使讯号维持一定的强度。但Repeater的参数(EX: Gain)若调整不正确，将会造成错误的行为及振幅，而在我们重新更换过Repeater之后，立即发现如图四的结果，其差分讯号下降至1080.4mV并符合协会规范。

这项问题肇因即可说明，如果USB 3.0主机芯片和连接器之间的距离太长，就会出现讯号幅度明显衰减的状况。若为了改善此情况而加入Repeater，其参数必须调整至一个最适当的值。Repeater所重整还原出来的讯号不一定符合系统或规范要求，有时候讯号经过Repeater的重整还原之后，虽然讯号强度得到了补偿；但因参数调整不正确，使其讯号振幅过大超出规范，所以Repeater的使用需要经过精密的设定与验证，才能得到最正线的传输讯号的稳定质量。

问题分享三：从hybrid sleep恢复后，系统会发生重置动作或USB装置无法续传。

不同于前两项属于electrical或硬件端的问题，我们观察到也有因为软件设定而导致测试失败。这次我们用USB协会定义使用的三项USB产品（known good device）来作主机软件端的兼容性测试时发现，其中一项产品在从睡眠模式（hybrid sleep）中恢复后，会产生系统reset或USB传输中断的状况。根据协会规范，当USB正在传输档案时，即使进入睡眠模式后再重新启动，应要做续传的动作，如果发生停止或reset的状况即为测试失败。

因此，我们从这个问题肇因可以发现USB传输效能与系统供电的关联性。其他两项USB产品皆是属于Self -Power的产品，因此在系统进入hybrid sleep后在重新复苏启动OS时，由于产品自我供电的特性，使产品不会因为所连接的Host中断V_BUS供电而在回到操作系统时做reset的动作，使原本的传输中断。反之，在这个测试出现失败的产品中，因为是属Bus-Power产品，其供电接来自于所连接的Host，因此从hybrid sleep苏醒时，其产品会因Host供应的V_BUS不足(或中断)导致来不及在回到操作系统前完成resume的动作，造成reset或中断传输的动作。基本上，我们推测其为产品BIOS的问题，因此在我们更换过产品的BIOS后，即可解决此供电状况的问题（如图五和图六）。特别的是，我们发现现今许多USB产品为了主打省电的功能，各家的BIOS都不尽相同；但为符合协会规范，其最低要求是系统从hybrid sleep的状态恢复时，至少要能来得及反应并启动OS，才不会造成其他装置动作出现中断或系统发生reset的情况。

问题分析四：USB 3.0兼容性测试时最常遇到的问题之一，韧体不兼容造成蓝屏（BOSD，Blue Screen of Death）状况。

在了解整个问题肇因前，我们得先知道在作USB 3.0测试时，必须手动开启「Driver Verifier」此指令，目的为让这个指令去监视所有gold tree上装置的运作状态，这也是协会规范所指定的动作之一。再者，我们在作USB 3.0兼容性测试时，只要出现蓝屏(BSOD)便会判定为测试失败。根据上述，这个阶段的问题肇因即是发生在当待测物装置在某厂商芯片组的USB 3.0笔记本电脑上时，接着我们再作整个gold tree的兼容性测试时，会不定时的发生蓝屏状况。为了解决此问题，我们发现在开启Driver Verifier后会有一个预设旗标值（flags），其默认值为「0x7F」，这会让USB装置上的driver与系统controller driver产生冲突情形，因此造成蓝屏的现象。而根据与USB协会及AMD讨论出来的解决方式，即是把旗标职从「0x7F」改成「0x9ab」，蓝屏问题集获得改善。

一般来说，获得越多环境资源的driver理当能正常运作，因此建构这个最低需求环境的Driver Verifier指令，为的就是让gold tree上所有的device 及controller driver最严苛的环境之下，还能够正常的运作。相反地，如果driver在这个环境条件下测试会造成蓝屏，就代表这个装置不符合规范；能通过这个最低资源、环境条件的测试，才能确保各产品兼容的完整性。

问题分享五：选配的电缆质量也很重要，会间接影响USB影、音输出质量。