USB Type-C認證測試中常見問題及案例解說

Allion Japan Inc / Kei Tanaka

USB Type-C在使用上有不同的電力規格,符合USB Type-C規格的產品有以下規範。

優先順序 規格 電壓 最大電流



USB PD 依支援PDO 5A
USB Type-C Current 3A 5V 3A
USB Type-C Current 1.5A 5V 1.5A
USB BC1.2 5V 最大到1.5A
Default USB Power 5V 0.9A/0.5A
(USB連接速度的不同而有差異)

依據規格不同有優先順序,圖表中最上方表示優先度最高。舉例來說,同時支援USB PD及USB Type-C Current的Source與Sink連接時,會以優先度高的USB PD來溝通。

Type-C產品在取得USB認證時,便需要通過Type-C Functional Test。針對Type-C Sink裝置,有一測項為TD 4.10.2 Sink Power Precedence Test。以下會以該項目的內容及發現到的問題做解說。

  • 什麼是TD 4.10.2 Sink Power Precedence Test?

簡單來說就是「確認待測物為Sink時, 是否遵守Type-C規範的優先順序來耗電」

驗證流程概要如下:

※括弧裡面的是Type-C Functional Test Spec.的順序號碼,可以參考相關測試規範

1. 待測物支援USB2.0的情況 (步驟1~4)

1.1 將CVS設定為可支援USB2.0的Default USB Power Source
1.2 確認待測物的耗電功率在Default USB Power規範內

2. 待測物支援BC1.2的情況 (步驟5)

2.1 將CVS設定為可支援USB BC1.2的Source
2.2 確認待測物進行USB BC1.2的溝通後,耗電功率在USB BC1.2規範內

3. 針對待測物進行以下驗證 (步驟6~10)

3.1 將CVS設定為可支援USB Type-C Current 3.0A的Source
3.2 確認待測物的耗電功率在3.0A以下

4. 待測物支援USB3.1的情況下,設定CVS為可支援USB3.1並重複執行上述驗證 (步驟11~14)

5. 待測物支援USB PD的情況下,執行以下驗證 (步驟15)

5.1 將CVS設定為支援USB Type-C Current 1.5A及5V/ 1.5A PDO的USB PD Source
5.2 待測物進行USB PD的溝通後,確認耗電功率在1.5A以下
5.3 確認待測物在優先順序較低的規格下(USB Type-C Current 3A),耗電功率仍然遵循優先順序較高的規格(USB PD)
5.4 將CVS設定為Default USB Power,但不交換PD資訊
5.5 確認待測物的耗電功率在Default USB Power規範內

備註:
* CVS (Connector Verification System)為Type-C Functional Test中的測試儀器
* 在測試中待測物為Sink,CVS為Source
* 待測物在支援USB資料傳輸情況下,需額外執行資料傳輸相關測試

 

  • 對判斷標準的判讀

問題1: 在Default USB Power時Self-Powered裝置的最大耗電1mA嗎?

Default USB Power時判斷標準為:
・Self-Powered待測物需在1mA以下
・Bus-Powered待測物需在Device Descriptor中bMaxPower設定值以下

Self-Powered定義為最大可抽載1 unit load,但判斷標準卻為1mA

→USB-IF回答: 抽載在1mA以上需視為Bus & Self-Powered

因為USB-IF認為Type-C Self-Powered裝置在Default USB Power的條件下,不會從Vbus擷取電力

 

問題2: USB PD是經由Vbus進行電力輸送為何不是Bus-Powered?

USB PD的情況下,待測物必須宣告為Self-Powered,但若是從Vbus取得電力應該為Bus-Powered,又為什麼要宣告為Self-Powered呢?

→USB-IF回答: 當待測物透過USB PD或是Type-C Current擷取電力時,必須宣告為Self-Powered且bMaxPower=0

另外,我們也確認了USB PD和USB Type-C Current即使是經由Vbus進行電力輸送,這部分仍被視為外部電源。以USB PD及USB Type-C Current來說,因為有Device Descriptor以外的電力宣告描述,所以並不會有任何問題。

 

  • 總結

根據待測物不同,在Default USB Power‚USB Type-C Current或USB PD環境下操作時,必須在Bus/Self-Powered以及bMaxPower設定值之間做切換。

此外在VIF Generator 1.2.3.1及之後版本的文件中出現了”UFP-Powered”來取代”Bus-Powered”,代表待測物完全從Vbus截取電力。

關於USB PD以及Type-C,USB-IF日後會釋出更多訊息,屆時百佳泰會再提供給您最新的相關資訊,敬請期待!

 

※此篇原文: https://www.ninshoshiken.com/usb-type-c-power-spec-configuration-compliance-test/