通用闪存存储 （UFS） 使用 MIPI 联盟的 MPHY 物理层规范将 UFS 设备与主机 （SoC） 或应用处理器互连。这是一个嵌入式接口，主机和 UFS 设备之间没有连接器。在典型的电子系统中，MPHY 信号在 PCB 层之间路由，使其无法访问。但是，测试和验证工程师需要访问这些信号来调试 UFS 物理层和协议层，这使得调试 UFS 问题具有挑战性，通常会延迟上市时间。
UFS 产品验证分为不同的阶段。常见的阶段是：
流片前验证
流片后验证
工程和生产验证
这些阶段中的每一个阶段在访问 MPHY/UFS 信号方面都提出了不同的挑战。让我们探索 Prodigy Technovations 提供的挑战和解决方案。
a. 流片前验证阶段
在产品开发的早期阶段，SoC/AP 开发人员使用同轴电缆在仿真或原型平台上验证 UFS 控制器。典型的流片前验证设置如下：
在测试期间，验证工程师需要监控 UFS 主机和设备之间的 UFS 协议活动。但是，很难分接通过 mSMP 或 SMA 连接器连接的同轴电缆的信号。一种有效的解决方案是功率分配器内插器。以下是使用功率分配器中介层的典型验证设置：
功率分配器中介层在 UFS 控制器 IP 和 UFS 器件之间被动分离信号，提供对 MPHY 信号的访问。然后，这些信号被放大以输入到 UFS 3.1/4.0 协议分析仪。该解决方案允许验证工程师在流片前阶段有效地监控协议活动。
b. 流片后验证阶段
开发出硅后，半导体公司必须确保 IC 上的每个接口都符合规范。协议层测试对于确保器件能够在不同的 IC 和操作环境中可靠运行至关重要。为了实现这一目标，流片后验证团队构建了平台，为各种测试设备（如示波器和协议分析仪）提供信号访问。
对于 UFS 协议验证，工程师开发了一个平台，该平台可以模拟真实世界的用例，并在不影响信号完整性的情况下提供信号访问。一种方法是在验证平台中集成功率分配器电路，如下所示：
MPHY 信号被分接并端接到 miniSMP 连接器，该连接器可以连接到 UFS 4.0 协议分析仪。功率分配器电路确保信号阻抗符合 MPHY 规格，从而较大限度地减少信号完整性问题。工程师现在可以轻松地将 PGY-UFS4-PA UFS4 （23.32Gbps） 协议分析仪连接到平台，以验证 UFS、UniPro 和 MPHY 协议层。当分析仪不使用时，miniSMP 连接器可以用 50 欧姆模块端接。
c. 在工程和生产验证期间访问 UFS 信号
在开发用于大规模生产的产品时，必须考虑电路板设计成本、可制造性和空间限制等因素。PCB 空间通常有限，因此在开发或售后故障分析期间难以访问 MPHY 信号以进行 UFS 协议调试。
在有测试垫的情况下，Prodigy Technovations 提供可以连接到这些微小测试点的焊接探针尖部。典型用例如下所示：
使用短跳线（约 3 毫米），工程师可以将探针尖部焊接到测试点。尽管这种设置可能会导致阻抗不连续，但探头模块使用连续时间线性均衡器 （CTLE） 进行补偿，并放大低幅度信号以进行分析。探针模块输出处的结果眼图如下所示：
通常，无法访问 UFS 信号以进行调试，因为 MPHY 信号由于空间有限而在 PCB 层之间路由。典型的 signal routing 场景如下所示。
为了克服这一挑战，Prodigy Technovations 开发了一种创新的板对板中介层解决方案。该解决方案由两个 PCB 组成：底部 PCB（焊接在系统中的 UFS 器件位置）和顶部 PCB（将 UFS 3.1/4.0 器件安装在插座中，并包括一个 mSMP 连接器，用于分接 MPHY 信号以进行 UFS 协议分析。顶部和底部 PCB 通过一根非常短的高速差分电缆连接。UFS 设备可以从系统获取电源，也可以从外部供电。UFS 设备操作所需的所有信号都在两个 PCB 之间路由，而用于协议分析的信号则使用集成在顶部 PCB 中的功率分配器电路和探针模块进行被动分接。
探头模块的输出端接在 miniSMP 连接器上，使测试和验证工程师能够轻松执行协议分析。整个设计是阻抗匹配的，确保了信号的完整性，miniSMP 连接器的眼图展示了这种性能。
板对板中介层解决方案的典型测试设置如下所示。
在此设置中，顶部 PCB 上的 miniSMP 连接器连接到 UFS 4.0 协议分析仪。探头电源模块为顶部 PCB 上的有源电路（CTLE 和放大器）供电，为 UFS 3.1/4.0 协议分析提供了一种可靠而直接的方法。
Prodigy Technovations 成功地简化了 UFS 产品开发和生产各个阶段的探测要求。凭借在提供 UFS 2.1、UFS 3.1 和 UFS 4.0 协议分析解决方案方面十多年的经验，我们了解不断变化的市场需求，并为各种用例开发了创新的探测解决方案。作为 MIPI 联盟的贡献成员，我们积极参与测试解决方案的开发。
