Měření na USB sběrnici

Při analýze přenosu dat mezi USB zařízením a USB Hostem, které mají externí konektory, je obvykle nutné vytvořit si vlastní sondu, která se připojí přímo k USB sběrnici na desce testovaného zařízení. Právě takový postup je popsán v následujícím článku, kdy výsledkem bude měřicí sonda vhodná k použití s jakýmkoliv LeCroy USB analyzátorem.

Výroba integrované sondy

K sondě budeme potřebovat standardní USB kabel (který obsahuje jeden konektor pro přímé připojení k analyzátoru). Po rozříznutí kabelu získáme přístup k jednotlivým datovým a napájecím vodičům. Důležitou podmínkou je také to, aby testovaná deska měla dostupné spoje nebo ideálně přímo testovací piny pro signály sběrnice USB D+/D-, stejně jako rozvod napájecího napětí +5 V a společnou zem.

Obr. 1 Úprava USB kabelu

Vezmeme si tedy kupříkladu standardní USB kabel s konektorem typu A nebo B, a zkrátíme ho na délku přibližně 34 cm, takže požadovaný konec typu A či B zůstane samozřejmě neporušený (obr. 1). Dále z konce kabelu v délce přibližně 5 cm odstraníme vnější izolaci. Poté je obvykle nutné naříznout kovovou fólii stínění a opatrně ji stáhnout, ovšem bez porušení stínicího vodiče. Tím se dostáváme přímo ke čtyřem vnitřním vodičům (červený, černý, zelený a bílý). Červený a černý vodič je určen k vedení napájecího napětí +5 V (VBUS) a společné země, zelený a bílý vodič tvoří signálové vedení D+/D- (obr. 2). Nyní je z každého jednotlivého drátku nutné odstranit izolaci, a to v délce přibližně 1 cm.

Obr. 2 Význam vodičů USB sběrnice

V dalším kroku si odizolované konce vodičů pocínujeme a datové vodiče D+ (zelený) a D− (bílý) připájíme k odpovídajícím spojům na desce. Stejně tak i napájecí vodič červený (5 V) a černý (zem) je nutné připájet do příslušných míst na desce. Jako poslední se ke společné zemi (šasi) zařízení připájí i stínění vodiče (obr. 3).

Obr. 3 Připájený konec USB kabelu

Připojení k analyzátoru

Jakmile máme sondu hotovou, můžeme se s ní připojit k analyzátoru. To se provede jednoduše zasunutím A nebo B konektoru druhého konce kabelu do jednoho z volných portů analyzátoru, např. typu USBTracer™, SBAE-30 a Conquest™ (obr. 4).

Obr. 4 Připojení USB sběrnice k analyzátoru Conquest

Jako příklad testovaného zařízení jsme použili klasický USB rozbočovač (což ovšem vyžaduje také jeho připojení k externímu USB Host zařízení, poskytujícího napájení). V klasických embedded aplikacích je napájení USB sběrnice získáváno obvykle z nějakého síťového adaptéru, takže sondu lze v tom případě jednoduše zapojit přímo do analyzátoru.

Obr. 5 Připojení USB sběrnice k analyzátoru USBTracer

Doporučení

Zvláště při vysokých přenosových rychlostech je nutné zajistit, aby délka USB kabelu sondy byla co možná nejmenší. Kratší kabely redukují některé nežádoucí odchylky pro USB rozhraní a pomáhají zajistit spolehlivější zachycení sériového datového toku analyzátorem.

Pro snížení ovlivnění USB signálů po připojení sondy je vhodné na desce nalézt asymetrické snímací body.

www.lecroy.com