螢幕使用萬能通用接口USB-C® 面臨的問題與挑戰

Allion Labs / Howard Chiang

自從2016年第一台USB-C®螢幕問市以來,我們可以發現使用USB-C®接口的螢幕是愈來愈多,這歸功於USB Type-C®的易用性及便利性設計,不論正面或反面,都能順利插入裝置,加上只需要1條USB-C® cable就能完成充電、數據及影音傳輸,其相關的產品應用更是把使用者體驗推升到另一個高度。

有別於傳統的HDMI, DP及VGA接口的大小限制,USB Type-C®接頭很小,小到許多產品都可以配備,手機、平板、筆電等多種裝置皆可更加廣泛的搭載,這代表著USB-C® Monitor能夠使用的source種類更多樣化。 USB Type-C®作為全新的接口標準使用於螢幕上,除了上述優點之外,百佳泰進一步發現,為了單一接口就能達到多功能供給,其設計的複雜度是傳統接口的好幾倍。螢幕訊號來源的多樣性,對於各裝置的相容性無疑是另一種挑戰。

百佳泰已具備有5年的USB-C®螢幕相容性測試經驗,接下來我們會提出幾個案例,希望以深入淺出的探討及專業白話的解釋,能讓大家對USB-C®螢幕有不一樣的觀點:

1. 螢幕老是黑屏沒畫面

螢幕沒畫面在我們的測試經驗裡,這個問題非常嚴重,也很常見。為什麼呢?讓我慢慢告訴你…一開始大家在製造與設計上的經驗不足,常常花很多時間才能去釐清與解決沒畫面的問題;隨著時間的演進,經驗與能力都追上來了,但為什麼還是常常出現沒畫面的問題呢?這是因為螢幕的功能愈來愈多,電路圖與邏輯流程圖是愈來愈複雜,加上週邊的產品線愈來愈豐富,也大大提升問題的發生機率,只因單純的顯示功能已經不能滿足消費者的胃口了。

2. 遺失的聲音藏在細節裡

隨著愈來愈多人在家工作(work from home),利用筆電處理任務的同時還能一邊播放著輕快的音樂,但接上USB-C®螢幕後發現,播放的音樂不見了,不接螢幕之後,音樂又回來了。到底發生了什麼事,讓我們來說明給你聽。打開裝置管理員出現了該螢幕的聲音裝置,播放裝置也已設定為Default Device (如下圖),但其實這顆USB-C®螢幕是不支援聲音的。

進一步分析後發現,該USB-C®螢幕的這一系列的產品,有支援Audio及不支援Audio的型號,但在開發時期都多都會用有Audio的韌體來做開發,最後再把Audio的設定關掉就可以了。但往往會因不小心沒不注意,最後使用了不對的韌體就上市了。

3. 充電假動作,愈充電愈少

USB-C®螢幕除了顯示之外,有些機種還支援Power Delivery(PD)的功能,除了能夠幫手機、平板充電外,甚至支援大功率的還可以幫電腦充電。但我們發現不充電的問題是比較好發現好解決的,反而是功率不夠、電流不足的問題才是棘手的毛病。

以上圖的案例來看,電壓20V,但電流只有0.036A,但筆電可能還是會有充電符號。當你想再次確認問題時,電流又來到2A左右,真是讓人摸不著頭緒。

4. USB Hub不是你想的這麼簡單

數據傳輸是USB-C®的功能之一,應用於螢幕時簡單的可以有USB Hub,進階的可以加上Webcam、Lan、audio、等等的功能,可以想做是一個docking station裝進了USB-C®螢幕。所以1顆USB-C®螢幕的內部設計,可能用了不只是1顆Hub IC,為了更多的功能取向可能會接好幾顆Hub IC來滿足。根據我們的經驗來看,有些客戶會覺得通過了USB-IF認證產品就沒問題了,但事實往往不是這麼單純,產品生產出來之後,在自家檢測都沒問題,販售到市場後會遇到五花八門的使用情境,客訴、退貨等等的問題就一一浮現了,實在是不可不正視。

5. 不是只有品質不佳的USB-C®線材會燒毀你的設備

大家是否還記得,2015年有一位Google工程師從網路上買好幾條的USB-C®線材來對他Chromebook Pixel進行充電測試,最後他的Pixel被充壞了,並於文末中告訴大家要從信譽良好的製造商那裡購買有品牌的線材。這故事只說對了一半,從我們的測試經驗裡,不只是線材才有充電損壞的風險,進一步發現,螢幕的PD Charging及USB-C®接頭的設計及品質如果不良,同樣也是會造成受電設備的損壞。好吧!!這確實是造成了我們測試上的困擾,總不能測試一次就壞幾台設備吧。經過專家團隊的討論之後,我們建議在進行相容性測之前,USB-C® 端口及線材都要先完成Allion QRS & USB-IF認證。神奇的事發生了,從此之後燒機的問題不見了,客戶更是因此把此認證納入必要的測試要求。

綜合以上探討與解釋,相信大家對於USB C螢幕相容性測試已經有了不一樣的觀點了吧。百佳泰的品質提升計畫(QRS)只要123個步驟,就可以協助客戶達到3贏。