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近期USB-IF协会开放USB4 80Gbps Passive Cables认证，所有已经取证的 USB4 40Gbps Passive Cables都可以通过USB-IF Qualification by Similarity (QbS) Program取得认证。如果是新USB Type-C Passive Cables欲取证USB4 80Gbps，Test Group B-8 requirements跟USB4 40Gbps并无不同。 特别提醒不管是申请QbS取证或是新认证USB4 80Gbps，厂商都需要更新如下USB Power Delivery宣告： 1. Cert Stat VDO需要新的XID 2. Passive Cable VDO需要B2…0为100b (USB4 Gen4) 3. 如果支持EPR，需要B6…5为10b (5A) 4. B10…9为11b (50V) 5. 以及B17为1b (Cable is EPR Mode Capable) 依照USB-IF协会先前要求，为了通过USB-IF合规计划，所有USB-C to USB-C线缆都必须标有适当所支持的速率和功率标识。协会要求授权测试实验室须检查线缆，并确保认证样品使用正确的Logo。如果在认证时没有使用60W或240W(EPR) Logo，线缆将无法通过一致性测试。 USB协会已公布线缆的认证相关Logo和Marketing Name命名规则，各大厂商可以在协会官网参阅： USB Type-C® Cable Logo Usage Guidelines: https://www.usb.org/sites/default/files/usb-if_usb_type-c_cable_logo_usage_guidelines_final_20230818.pdf USB Type-C Cable Combined Power/Performace Packaging and Cable Logos for 80G USB-IF Integrators List Marketing Name Guidance: https://www.usb.org/sites/default/files/usb-if_integrators_list_marketing_name_guidance_january_2023.pdf USB4™, USB Type-C® and USB-C®是USB Implementers Forum的注册商标. New Certified USB Logo Program unifies consumer branding for solutions based upon the USB4™, USB Type-C®, and USB Power Delivery Specifications.

USB4产品具有较高的数据传输速度，因此在PCB的layout及connector的选用上务必格外小心。那该从何确认产品的质量好坏，最直接的方式便是用网络分析仪(Network Analyzer)，针对USB4产品的高速信号线进行阻抗量测以及回波损耗的量测。 潜在风险 部分厂商设计自家产品时，layout的设计并未照着规范走，或者因预算考虑，选用未经认证的连接器等，这些因素都可能导致产品功能异常，如：数据传输速度降低、屏幕显示异常等。而通常这类产品在阻抗连续或回波损耗特性方面都表现得较差。 实际案例 下图左红圈处，可以看到阻抗在连接器的部分非常不连续，而这种现象常常也会在右侧红圈处的回波损耗产生Fail 解决方案 使用网络向量分析仪E5071C，并以特定的测试波形执行在USB4产品上，便能将产品的阻抗及回波损耗一探究竟，协助确保产品有好的质量。

USB-IF在2022年11月1-2日于美国西雅图举办实体Developer Days开发者大会活动，在会议上除了介绍最新发布的USB4 Version 2.0，也针对基于USB4 Version 2.0所做USB Type-C & USB Power Delivery的相关更新。 Allion躬逢其盛参与此次开发者大会，接下来将为大家深入介绍更新信息。 Base Specification 与 Logos 的发布与更新 最新的USB4 Version 2.0，主要提供以下功能： ▶ 以PAM3取代传统NRZ，使传输速率高达80Gbps ▶ 新增Asymmetric（120Gbps/40Gbps）的应用 ▶ 现有USB4 USB Type-C被动传输线 passive cables可继续沿用 ▶ 新定义的80Gbps USB Type-C主动传输线 active cables （LRD & OIAC） ▶ 更优化的资料传输与显示传输protocols ▶ 利用USB Gen T tunneling支持USB 3.2到20Gbps ▶ 支援DisplayPort Revision 2.1 & PCI Express Revision 4 ▶ 能够向下兼容既有各版本的USB 随着USB Version 2.0的发布，新的USB 80Gbps logos也随之公之于众，分为以下三种: （1）外包装使用的packaging logo （2）用于USB设备的port logo （3）用于USB Type-C cable assemblies的USB Type-C cable logos（分为支援SPR的60W与支援EPR的240W） 而旧有的logos也不再强调以下终端使用者易混淆的规范版本（USB 3.1 Gen1, USB 3.2 Gen2x2, USB4 Version 2…等），取而代之的是强调运行时的速度。 新Logos分为Host与Device用的Performance Logos，与USB Type-C Cable专属的Cable Logos，如下表： 针对已经取证的USB产品，如欲使用新 Logos，USB-IF提供以下方法： ▶USB vendors联络 USB-IF administrator ▶提供TID予USB-IF ▶USB-IF检查提出需要的USB vendors是否有签属Trademark License Agreement (TLA) ▶USB-IF检查提出的产品信息是否无误 ▶USB-IF确认无误后便会提供适合的new logo artwork files给提出申请的USB-IF vendors 在Base Specification方面，配合USB Version 2.0，USB-IF也发布更新的USB Power Delivery 3.1与USB Type-C Release 2.2。USB Power Delivery 3.1主要更新为USB4 Version 2.0 discovery、USB Type-C Release 2.2主要更新USB4 Version 2.0 discovery与USB4 80 Gbps active cables (LRD and OIAC)。 USB-IF 认证四大更新 a.USB4 USB Type-C Passive Cables认证 Signal integrity requirements在USB4 Version 1.0开放认证时已优先考虑USB4 Version 2.0的资料传输带宽，因此现有cables可直接支持，eMarker则需要更新宣告使支持USB4 80Gbps。在支持的power方面, USB-IF要求如果支持到5A， 除了SPR电压 （最大20V）外，还需能连带传输EPR电压（28V, 36V与48V）；如果支持到3A，只需传输SPR电压即可。 b.USB Type-C Active Cables认证 USB Type-C Active Cables在本次的更新除了要求支持80Gbps与Asymmetric （120Gbps/40Gbps）外，也对Optical Active Cables 【包含Hybrid Optical Active Cables与Optically-Isolated Active Cables （OIACs）】有更详细、更严谨的规范要求。 在USB 3.2 LRD芯片的认证上，USB-IF针对认证设计了 Pre-channel fixture/ ISI board 与 Post-channel fixture 。 测项主要分为 只针对待测物验证的 Stand-Alone Test 以及 会搭配 passive cable或是active cable验证的Interoperative Test （需要待测物 x2）。 USB4 LRD cables目前已更新USB Type-C specification。USB4 LRD cables认证在电器部分主要着重在频域的insertion loss与output noise，相关compliance test specification（CTS）与tools也已经公布在Active Cable Work Group。USB4 Gen4 LRD cables的认证测试则会与USB4 Gen2／3相近，截取时域的data来计算各项参数是否符合规范。USB-IF后续也会推出LinearCableSigTest tool简化分析过程与缩短分析时间；ETT tool也会随之更新，产生LRD测试时需要的SBU messages来简化测试流程。 Optically-Isolated Active Cables方面，目前尚未有明确的认证时程，USB-IF针对OIACs的要求如下： ▶高速对单纯以光来传输 ▶USB 2.0传输为optional （如果不支持USB 2.0, 降速到USB 2.0会跳出Billboard通知使用者） ▶不支援Vbus与Vconn （没有Vbus, Vconn与GND wires） ▶与OIACs两端对接的USB devices都需要是self-powered ▶DP Alt Mode & USB4 Gen4的Asymmetric Mode为optional ▶Thunderbolt 3的支援为required 与OIACs对接的hosts／ devices要求如下： ▶与OIACs两端对接的USB devices需要source Vconn ▶与OIACs两端对接的USB devices需要支持USB Power Delivery ▶与OIACs两端对接的USB devices其中之一需要执行DR_SWAP ▶与OIACs两端对接USB devices的USB Power Delivery engines需要能接受USB Power Delivery的传输延迟 c.USB Power Delivery认证 USB-IF特别提到各产品的VDOs提供一个明确的方向，相关信息如下： d.USB4认证 USB-IF不久前更新了USB4认证matrix，主要更新为USB4终端产品在USB4部分的认证测项。为了给终端使用者一个好的使用者体验，USB-IF决定原本只在USB4芯片产品取证时需要执行的测项，在USB4终端产品取证时也需要执行。 另外，USB4产品实际上包含不同的tunnels（USB3, DisplayPort与PCIe），各tunnel又可以在Hub／Dock与Peripheral Device转化成各自标准的connectors，与各自标准的终端产品对接，故在兼容性上极为要求，USB-IF也提到此次USB4 Interop需要3周的时间来执行测试。 USB-IF提到：当USB4产品运用在USB 3.2或USB 2.0速度所应遵守的行为，有下列几点： ▶当运行在USB 3.2或USB 2.0速度时，应使用USB device class达到USB4运行时的功能，但允许较差的效能。 ▶当运行在USB4的功能，在USB 3.2或USB 2.0速度无法以USB device class达到时，则应跳出USB Billboard Device Class警告终端用户该产品功能受到限制。 ▶当USB4利用PCIe tunneling进行data资料传输，降到USB 3.2或USB 2.0速度时，则以MSC Class进行资料传输 (可以允许较差的效能)。 ▶当USB4利用PCIe tunneling进行显示适配器资料传输时，降到USB 3.2或USB 2.0速度时，因为没有等效功能代替，则以USB Billboard Device Class。 USB4 V2的认证，USB-IF目前会延用V1制定的测项与tool。V2新增加的功能则会以新的测项与tool来验证。在认证上不会区分V2与V1，仅有USB4 Compliance Program。USB-IF会持续认证USB4 V1产品，但因目前V1产品跟V2产品对接时的新测项尚在定义中，在宽限期内都会以授与temporary waiver来解决。USB-IF目前预定的USB4 V2认证时程如下图：

USB4 和 Thunderbolt™ 4 功能强大且便利性高，两者皆以 USB Type-C 作为统一接口，都只需要一条线便能做到画面显示、充电、资料传输等多项功能。 不论是从外观还是功能， USB4 和 Thunderbolt™ 4 都有许多的相似之处，想要分辨出两者之间的差别确实也没那么容易，但如果你也有追根究底的好奇心，不妨来看看我们精心整理的完整信息，让你一次搞懂 USB4 和 Thunderbolt™ 4 的个中差异！ USB 的发展史 USB (全名为Universal Serial Bus) 在现在的生活中随处可见，是目前科技产品中最为普遍的传输接口。USB除了被广泛地应用于计算机、手机和各种周边产品，更同时扩展至其他领域产品。 USB最初是由Intel和Microsoft共同倡导发起，为了解决计算机周边多种装置的连接问题，并将「即插即用」视为设计目标，USB于1996年发布了 USB 1.0，数据传输速度为1.5Mbps（Low-Speed）和12Mbps（Full-Speed） ，但此时尚未于市场普及。 USB 2.0 直到2000年进入 USB 2.0 时代，随着理论传输速度提升至 480Mbps ，再加上支持USB接口的个人计算机大量普及，USB才逐步成为个人计算机的标准接口，但也是在此时期，各式各样的USB接口开始如雨后春笋般大量涌现，推陈出新的速度之快更是让人目不暇接。 随着USB 2.0逐渐成为市场主流，各种USB接口也应运而生 (图片出处：wikimedia) USB 3.0 来到了2008年11月，新发布的 USB 3.0 将理论传输速度大幅提升到 5Gbps ，并向下兼容USB 2.0，相较于USB 2.0，USB 3.0在接口上也略有差异，这同时也让USB的接口大乱斗变得更加混乱。 USB 3.0的各种接口外观 (图片出处：wikimedia) USB接着在2013年及2017年陆续发布了 USB 3.1 和 USB 3.2 ，并将理论传输速度分别提升到 10 Gbps和20 Gbps 。随后更在2014年和2019年历经了两次的重新命名之乱，而USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2各个规格的命名更是让人傻傻分不清楚。 就在2014年开启命名之乱的同时，新发布的 USB Type-C 接口则被预期是未来的救世主，要来一统之前的USB接口大乱斗，不过必须注意的是， USB Type-C 只是接口，和其中的供电、显示、传输并无相关，真正影响其功能的是USB规格。 USB4 时间来到了2019年，终于迎来了本文的主角之一 USB4 ，所幸USB4这一次并未再次开启上一次的命名混乱，其传输速度可支持 20Gbps ，最大传输速度也再次翻倍来到 40Gbps ，最重要的是， USB4只采用USB Type-C接口 ，且 必须支持PD且最高达到100W(2021年12月USB-IF新版规格PD3.1 EPR，由原本100W提升至240W) ，此外，USB4也向下兼容USB 2.0和 USB 3.2，以及支持Thunderbolt™ 3/4。 USB4 目前的相关规格和对应图标( 图片出处 ：USB-IF Logo License – Trademark Requirements Chart) Thunderbolt™的演进 Thunderbolt™ 则是Intel在2009年所研发的一种高速 I/O 接口，主要目的是用来做为计算机与其他设备的传输线材，希望能替代并统一计算机上数量繁多的各种接口。 Intel在2011年发表了Thunderbolt™第一代，接口与 Mini DisplayPort 做整合，传输速度可达10Gbps，并且可透过 Daisy-chain 连接最多六个周边设备。 Thunderbolt™ 1界面和线材 2013年推出的 Thunderbolt™ 2 ，其传输速度翻倍达到 20Gbps ，接口与第一代一样，仍旧是采用 Mini DisplayPort 。 2015年则推出 Thunderbolt™ 3 ，传输速度再次翻倍达到 40Gbps 。除此之外， Thunderbolt™ 在这一代也做出了一个重大的改变，不仅接口改用 USB Type-C ，最大供电 100W ，并支持两个4K屏幕或一个5K屏幕。也多亏了与 USB Type-C 结合的这个决定，使得Thunderbolt™ 3较Thunderbolt™ 和Thunderbolt™ 2都要普及。 Thunderbolt™ 3界面改用USB Type-C 至于在2020年推出的 Thunderbolt™ 4 ，界面一样采用 USB Type-C ，虽然最高传输速度仍然 40Gbps ，但在 PCIe 的带宽则从Thunderbolt™ 3的16Gbps升级到 Thunderbolt™ 4的32Gbps ，这也代表从储存装置和外接显示适配器等PCIe装置来看， Thunderbolt™ 4 的传输速度和效能都有显著的提升。而充电功率仍维持在 100W (PD3.1之后提升到240W) 。 Thunderbolt™ 4图示 USB4 & Thunderbolt™ 4：规格差异看仔细 从外观上来看，USB4 和 Thunderbolt™ 4同样使用USB Type-C接口，从最高传输速度来看，同样也支持40Gbps，并且也同样支持影像输出和供电最高240W，因此很容易将两种分不清，那USB4和Thunderbolt™ 4究竟有什么不同之处呢？ 答案揭晓：两者最明显的差异就在于 「最低规格要求」 支援带宽 虽然两者的最高支持带宽都是40Gbps，但USB4有USB4 20Gbps和USB 40Gbps，因此最低规格只需要20Gbps，反观Thunderbolt™ 4则只有40Gbps一种规格。 充电功率 从充电功率上来看，虽然最高都支持240W，但USB4 的最低标准降至 7.5W，而Thunderbolt™ 4则在15W。 数据传输速度 至于在数据传输上，USB4最低需支持USB 3.2的 10Gbps，而Thunderbolt™ 4则可以从 USB 3.2中得到 10Gbps，或是透过 PCIe 达到 32Gbps。 支持显示器 支持显示的部分，USB4支持一个显示器，但没有最低支持分辨率的要求；反观Thunderbolt™ 4则必须能够支持两个4K 60Hz屏幕或一个8K 30Hz屏幕。 除了上述列到的4个主要重点外，我们也在下表整理出其他在Thunderbolt™ 4被列为基本配备，但在USB4中则是选配的细节功能。 简而言之，Thunderbolt™ 4 和USB4 的规格虽然非常相似，但Thunderbolt™ 4在最低规格的需求上相较USB4来得高，确保其基本效能，并且Thunderbolt™ 4是兼容USB4的。反过来USB4是否要支持Thunderbolt™ 4则变成选配了。 USB4和Thunderbolt™ 4常见的Bug问题 USB4 和 Thunderbolt™ 4功能强大且便利性高，以USB Type-C作为统一接口，只需要透过一条线便能做到画面显示、充电、数据传输等功能，且周边可搭配使用的设备亦是种类繁多，但在带给使用者便利的同时，伴随着的便是更多产品功能性问题和设备之间兼容性问题的产生。 根据百佳泰大数据数据库的统计与分析，在USB4实测中所遇到的Bug问题类型可说是让人眼花撩乱，而其中比例最高的前几名分别是： Software Black screen OSD Video Device function USB4 Bug Report统计分析 进行Thunderbolt™ 4测试时的Bug Report分析如下，其中比例最高的前几名依序是： Software Black screen Device detected issue Video OSD Thunderbolt™ 4 Bug Report统计分析 从上方资料的分析来看，USB4 和 Thunderbolt™ 4所遇到的问题种类其实相差无几，名列前几名的Bug问题也都十分相似。 首先，第一名都是Software相关的问题 ，许多USB4 和 Thunderbolt™ 4的产品为了使产品的优势扩大，厂商都会设计相对应的App让使用者能够更加方便使用，但若是App还不够成熟，反而容易产衍生出消费者在操作上的诸多困扰。另外也有一些产品标榜着可以搭配第三方的App来使用，遇到的问题当然也是不少。 Bug example: Software Bug第二名是Black screen ，此类问题是指屏幕无法正常收到系统的送出讯号，导致无法显示画面。由于此类问题在Bug Report中属于十分常见且相对严重的类型，因此特地从Video的分类中独立出来，从图表中我们可以发现，Black screen在USB4 和 Thunderbolt™ 4产品中至少都占据近14%的比例，足以想见该问题之重要性。 Bug example: Black screen 接着我们来看USB4的第三名OSD（在Thunderbolt™ 4则是第5名） ，OSD是 On Screen Display的缩写，泛指显示器类别的产品自身能显示在屏幕上的文字或图标，一般指屏幕上本身的Main Menu显示的内容，而此类型问题也是平面显示器常会遇到的Bug之一。 至于Thunderbolt™ 4的Bug第三名则是Device detected issue ，通常代表着接口设备无法被正常检测到，导致无法辨识设备，进而影响到其功能的正常运作，此问题在USB4所占比例为3.51%，由于USB Type-C接口的设备种类和厂牌非常多，因此兼容性的相关问题绝对不容小觑。 Bug example: Device detected issue USB4 和 Thunderbolt™ 4的Bug第四名皆为Video ，包含画面抖动、闪烁、噪声等画面显示异常的各种情况，由于此类问题最容易被使用者所观察到，因此也会直接影响到用户对该产品的信任度。 USB4的Bug第五名是Device function 。由于USB Type-C接口的设备种类和厂牌非常多，因此该分类往往涵盖着许多不同产品的功能性问题。如果我们一一细分来看，又能进一步地拆分出许多不同的问题类别，例如像是USB Hub、Touch function、KVM、LED indicator…等功能，以及各家产品特有的功能和设计。 Bug example: Device function 此外， Thunderbolt™Charging分类的Power Delivery也是USB4 和 Thunderbolt™ 4上相当重要的一项功能，且分别占据6.02%和7.61%的高比例，也需特别去重视。 Bug example: Charging

VESA已于10月18日发布最新的DisplayPort 2.1规格，此为DisplayPort规范的最新版本，向后兼容并取代了先前版本的DisplayPort（DisplayPort 2.0）。 最新的DisplayPort标准能更好地适配USB Type-C和USB4； 新增功能实现针对USB4更高效的DisplayPort隧道。 百佳泰统整了本次DisplayPort 2.1的更新概要： 加强与 USB Type-C 规范以及 USB4 PHY 规范的一致性，可同时对应DisplayPort和USB4的共同PHY。 增加新的DisplayPort带宽管理功能，让DisplayPort穿隧在 USB4 链路上以更高的效率与其它I/O数据流量共存。 强制要求必须支持VESA的 视觉无损显示串流压缩 （Display Stream Compression , DSC）编码译码器，及VESA的 Panel Replay 协定。藉由支持 DSC 可让DisplayPort的传输带宽减少超过67%，却不会产生视觉噪声；而支持 Panel Replay 协议则是可以将DisplayPort的穿隧封包降低99%以上的传输带宽。 更新DisplayPort线缆的规格，强化全尺寸与Mini DisplayPort线缆的配置，更加完善连接性与更长的线缆长度，却不减损 UHBR 效能。 DP40 线缆现在可超过2公尺，而 DP80 线缆可超过1公尺。 关于VESA 视频电子标准协会（VESA）是一家国际非营利标准协会，是由全球300多家硬件、软件、计算机、显示器 和组件制造商组成的网络，致力于推动电子行业的发展。三十年来，VESA始终致力于为视频和电子行业创 建简单而通用的跨产品解决方案，并为这些解决方案提供全力支持。该协会制定的标准包括用于替代DVI、 LVDS和VGA的DisplayPort™。DisplayPort采用业内一流的数字协议，奠定可扩展基础，实现令人惊艳的数字显示体验。有关VESA的详细信息，请登录 http://www.vesa.org/ 。 VESA®是VESA的注册商标，DisplayPort™是 VESA的商标。 所有其他商标、服务标志、注册商标和注册服务标志 均为其各自所有者的财产。