Thunderbolt接口眼图测试，雷电接口信号完整性及一致性测试

一、什么是雷电thunderbolt接口

雷电（thunderbolt，在苹果设备上又称为雷雳）接口诞生于2009年，是英特尔倡导的一种高速i/o接口，只是当年它长期处于实验室状态，直到2011年才以minidisplayport（下文简称minidp）接口的形态集成在苹果旗下的mac设备中。雷电在本质上只是一种技术协议，它需要“寄生”在某个具体的接口标准上，而minidp就是它的第1个“宿主”。

二、雷电thunderbolt接口的特点

和传统的usb接口相比，雷电技术的特色就是更快。2015年，随着usb type-c接口标准的出现，它很快就被zui新的雷电3技术盯上，至今网上也仍在流传“雷电3一定是usb type-c，但usbtype-c却不一定支持雷电3”的科普内容。

2015年诞生的雷电3，哪怕用现在的眼光来看也是一众i/o接口中的“皇帝”，它拥有高达40gbps的传输速率，而且这还是在全双工状态下的，如果是单向传输其理论速度zui高可达80gbps，与2019年才刚刚定下标准的displayport 2.0（dp2.0）标准相当。

此外，雷电3还兼容你所熟悉的各种多媒体传输协议，可以扩展出几乎所有接口，甚至还能用于接驳外置显卡，让1kg重的轻薄本也能通过桌面版rtx2080显卡玩上zui新的3a游戏大作。

得益于带宽的提升，thunderbolt可以支持两台4k，或者一台5k显示器，不到30秒就能完成一部4k影片的传输。

thunderbolt3通过流行的usbtype-c接口实现如此高的速度，而非minidisplay接口。这个举措无疑会在设备厂商和主机厂商那边获得大大的加分。同时，intel也提供了相同的交替模式（altmode），通过把usb3.110gb/s控制器、displayport控制器整合到thunderbolt控制器当中，它也获得了对于usb3.1、dp1.4的完全支持；也可以通过thunderbolt信号传输pcie协议，支持高速的pcie存储和网络传输应用。

简单来说，就是一个thunderbolt搞定所有，于是越来越多追求轻薄的笔记本电脑在机身上只留下了一个thunderbolt3的usbtype-c接口；支持thunderbolt3的扩展设备也越来越多，越来越丰富，从zui简单的功能扩展的坞站，到大幅提升电脑性能的外置显卡，再到便携式移动硬盘，都在使用thunderbolt。

三、雷电thunderbolt接口发展

thunderbolt标准zui初由intel公司在2009年提出，当时的代号为“雷电”，准备采用光纤传输。

2011年，apple公司和intel合作推出了1.0版，正式商用于macbook pro,双向传输速率达10gb/s，可支持pciexpress和displayport两种标准。

2013年，apple公司在其mac pro上推出了2.0版，同步传输速度达20gb/s。

2015年，intel在alpine ridge上发布了3.0版。为了支持更多的设备，采用了usbtype-c接口，带宽达到40gb/s。

近几年来，thunderbolt和usb两大标准成为终端设备接口的两大流派，不同的是thunderbolt标准一直由intel和apple两家公司掌控，其应用面非常狭窄。而usb标准则由intel主导的开放协会usb-if掌握，因此广泛应用于各种电子产品中，在通用接口标准中隐隐然有一统天下之势。因此intelthunderbolt团队为了抗衡持续扩张的usb3.x标准，近两年已经开始开放thunderbolt标准，允许业界更多的厂商参与进来。

四、thunderbolt标准及其信号的基本状况

thunderbolt是一种计算机协议，可以理解为一种电脑里的技术传输技术，该技术主要用于连接pc和其他设备。早期的第1、2代产品采用minidisplay接口和有源电缆，融合了成熟的pciexpress数据传输技术和displayport显示技术，两条通道可同时传输这两种协议的数据，每条通道提供双向10gb/s带宽。

thunderbolt3通过type-c接口还可以为设备提供更强的供电，支持100w电力供给，并且可给设备充电功率高达15w。

五、thunderbolt接口测试的意义

第1、2代thunderbolt技术因为只支持有源的电缆，在发送端和接收端10gb/s信号的抖动、眼图有比较好的余量，所以它的测试方法还是比较简单的。thunderbolt3技术除了支持有源的电缆外，还需要支持无源的电缆。在20gb/s速率，高速信号经过很短的无源电缆传输，信号都会有显著的损伤。并且为了保证向下兼容性，thunderlot3两个通道需要同时支持10gb/s、10.3125gb/s、20gb/s和20.625gb/s四种高速速率；

业内对于各种高速接口总线测试，需要遵守其相应标准组织如pci-sig,usb-if,hdmi联盟，vesa等定义的一致性测试规范(cts, compliance testspecification)。传统的是以抖动、眼图为基础的发送端tx测试；当信号速率≥5gb/s后，以抖动容忍测试为基础的接收端测试也变成了必须。thunderbort接口测试也不例外，它需要遵守的测试规范是usbtype-c thunderbolt alternate modeelectrical host/device compliancetest specification。

现在数字电路的高度集成，在这种成熟和典型的系统研发和生产中，依照芯片供应商的设计方案进行设计开发并进行个性化设计，以及在消费电子领域的规模效应下的降成本以获得更高利润的驱动，针对zui终产品进行充分的一致性测试成为必不可少的工作。

thunderbolt标准作为一个非常典型的外部接口，完全符合以上描述的市场状况。因此在系统厂家将zui终产品送交测试认证实验室进行zui终的pass/faillogo认证测试前，必须先对自己的产品进行pre-compliance(预一致性)测试，以便在认证测试实验室达到一次完成从而缩短上市周期和节省金钱的目的。

启威测信号完整性实验室提供thunderbolt标准的发送端、接收端 （tx &rx）信号完整性量测和回波损耗一致性测试，欢迎来电咨询。

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