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USB Power Delivery Specification Revision 3.1 USB Promoter Group在5月26日发布了最新的USB PD 3.1 (USB Power Delivery Specification Revision 3.1)，USB Type-C®规范亦更新至2.1版本，新规范中的最大特点即为提升充电功率至240W并支持最高48V的电压输出。 若想达到高电压输出与超高充电功率，产品应支持 PD 3.1 中的扩展功率 (Extended Power Range) 规范。 USB Power Delivery 产品标准测试项目 (USB产品上的connector都需要使用已经通过USB-IF认证的connector) USB-IF Power Delivery 产品测试前需要提供 · 两组测试样品 · USB Power Delivery 信息资料表 · 测试样品的VIF USB Power Delivery 产品电源瓦数规范 USB协会针对认证产品，有明确的电源设计规范。因应最新USB PD 3.1，我们整理出以下表格，若您的产品需通过USB认证，请依照以下电源规范设计。 PD 3.1 与PD 3.0比较 PD 3.1规范将原先PD 3.0的内容归纳至标准功率范围（Standard Power Range, SPR），最大功率维持原本的100W，并同时增加扩展功率范围（Extended Power Range, EPR）。 下表为您整理PD 3.1与PD3.0的最大差异： 1. 想支持240W的充电功率，充电器、线缆与终端设备皆必须支支持EPR。其中，线缆必须支持高达5A、50V。 2. 最大充电功率可达240W。 3. 新增三种固定电压：28V（高于100W）， 36V（高于140W）和48V（高于180W）。 4. 新增可调电压。 因最大充电功率的提升，新的USB PD架构定义了更严苛的电源协议，确保高功率的产品可被安全使用 ，功率范围设计在100-240W的产品安全要求也将更严谨，应注意各国进口销售的安全规范。 USB Power Delivery 产品测试仪器 ◎ 代表USB-IF已认可仪器 ▲ 代表USB-IF认可仪器申请中 USB-IF Power Delivery 产品测试仪器 Communications Test: · GRL USB-PD-C2 · MQP-PDT · LeCroy Voyager M310P Deterministic Test: · Ellisys Explorer 350 · GRL USB-PD-C2 Type-C Functional Test: · Ellisys Explorer 350 · LeCroy Voyager M310P Battery Charging 1.2 Compliance Test: · MQP-PET Source Power Test: · QuadraMAX InteroperabilityTest: · MacBook 2016 · Google Phone Pixel2 · Google Pixel Book PD3.0 Test: · GRL USB-PD-C2 · Ellisys Explorer 350 · MQP-PDT · LeCroy Voyager M310P USB 、USB-C ® 、USB Type-C®和USB-IF是USB Implementers Forum的注册商标 免责声明 本资讯仅为便于参照而提供。本资讯不是且不应视为 USB Implementers Forum (USB-IF) 之正式通讯。USB-IF之正式通讯可于其网站 usb.org 取得，或直接自USB-IF 取得。

Thunderbolt Security Level 名词解释 1. Thunderbolt™ 支持五种安全等级： · Security Level 0 (SL0) – No Security：允许所有装置直接进行连接。 · Security Level 1 (SL1) – User Authorization：必须透过用户端认证才能进行装置的连接。用户可以在Thunderbolt Control Center中选择： 1. 允许装置连接一次 (Connect only once) 2. 永远连接 (Always connect) 3. 不要连接 (Do not connect) · Security Level 2 (SL2) –Secure Connect：与SL1相同，使用者可以自行选择是否同意装置的连接，唯一的差别是它不支持非Thunderbolt (FR/ AR/TR) 类型的装置进行连接的动作。 · Security Level 3 (SL3) - Display Port Only：只能使用DP的功能，不支持Thunderbolt接口的连接与USB的功能。 · Security Level 4 (SL4) - USB Docking Only (if support)：只有DP和USB的功能，不支持Thunderbolt接口的连接。 2. Thunderbolt 要求的default Security Level（安全等级） · TBT3 Host 依据TBT3规格，安全等级 (Security Level) 必须为以下 其中一种 设定： 1. No security (Security level 0) + Kernel DMA protection on (VTd) 2. User Authorization (Security level 1) · TBT4 Host 依据TBT4规格，安全等级 (Security Level) 只能为 ： 1. No security (Security level 0) + Kernel DMA protection on (VTd) 3. 如何去调整 Security Level？ 您可以进入BIOS去选择所需的Security Level (图一)。 图一. BIOS中调整Security Level 结论 GRL在Thunderbolt FV的认证测试上累积了长时间的经验，希望能藉由本篇文章带您对Thunderbolt FV测试有更进一步的认识，本篇文章包含了很多实际测试时会使用到的手法和专有名词的介绍，希望阅读完文章后，能帮助你了解Thunderbolt FV测项的用意，也能自行检查上述的项目，并有更实际的感受与想法。 原创声明 作者 GRL台湾测试工程师 岳贝融 Claire Yueh 毕业于辅仁大学电机系，在GRL累积超过三年的Thunderbolt Function测试经验，熟悉Thunderbolt Host与Device的测试规范，并具Mac兼容性测试的相关经验，乐于协助客户厘清TBT 产品与周边产品应有的产品特性，帮助客户产品顺利通过TBT FV测试。 上期回顾： 快速认识Modern Standby 与 RTD3（一）

科技日新月异， 最新推出的 Thunderbolt ™ 4 笔记本电脑全面支持 Modern Standby ，但你真的了解什么是 Modern Standby 吗？ RTD3 又是什么呢？应该如何进行测试呢？ 笔记本电脑使用者最在意的就是功耗与开机等待时间，在没有充电器的情况下，电池可以支撑多久？笔记本休眠再被唤醒后，要等待多久时间才能使用？毕竟时间就是金钱啊！尤其是买了配备有 Thunderbolt 4 的中高阶笔记本机种，对它的期望自然也就更高了。而 Thunderbolt 4 笔记本透过 RTD3 来省电，再加上 Modern Standby 的出现使得电池在省电的同时还提升了整体的使用效率。 本篇文章GRL测试实验室将带您了解 Modern Standby、RTD3 与 Security Level 这些名词的基本意涵，以及在 CTS (Compliance Test Spec) 上的测试方法。 Modern Standby (S0ix) 1. 什么是 Modern Standby ？ 在Thunderbolt 3笔记本中，计算机有两种睡眠 (Sleep) 模式：S3和S0iX。S3电源模式是一种较旧的标准，无法立即被唤醒；为了达到既省电又能立即使用的目的，新式的电源模式S0iX就此诞生。 为了要达到如手机般的用户体验，在屏幕关掉后仍旧保持背景的网络联机并持续更新应用程序的状态；有别于旧式S3切断除了内存以外的所有电力，S0iX能更快更有效率的恢复到原本的工作状态，即刻唤醒、即刻使用，拥有如此强大的功能，也是为何目前 Thunderbolt 4 的笔记本全面支持 S0iX (Modern Standby) 的原因。 2. 如何判断笔记本电脑是否支持 Modern Standby ？ 我们可以藉由在 cmd 输入以下指令来进行查看： Command: powercfg /a 如下图，图一为支持 ”Standby (S3)” 睡眠模式，即传统的S3电源模式。图二为支持 “Standby (S0 Low Power Idle) Network Connected­” 就是有支持Modern Standby (S0Ix) 的模式。 图1. 仅支持传统Sleep (S3)模式 图2. 支持Modern Standby (S0Ix)模式 3. 具备 Modern Standby 的笔记本电脑在测试中会有以下两个现象： 现象一： 在进入S0iX前若正在播放影片，并且在影片持续播放的状态下进入睡眠模式，就算屏幕已经暗下去了，为了能在唤醒后达到立即使用的目的，后台将持续更新信息，这使得影片仍会在背景播放不会中断。 现象二： 在笔记本进入S0iX后拔插外接装置，因为背景持续在接收信息，所以会侦测到外接装置被移除过又再度接上的信息，当系统再次被唤醒后，外接装置就会有重认的现象。 RTD3 什么是 RTD3 ？ RTD3 的全名为 Runtime D3，是一种省电模式。为了使笔记本的电量消耗降至最低，将长时间闲置的Device进入低电源状态，让Device处于D3(cold) 的状态，藉以达到省电的目的。 依据CTS的规定，要判断一台笔记本电脑的RTD3功能是否健全，我们会藉由测试软件RW-Everything来确认以下七种条件设定下是否皆能进入RTD3模式，若有任何一项不符合，即判定RTD3测试不通过。 验证笔记本 RTD3 功能的七个测试条件如下 ： 条件一：笔记本电脑完全没接上任何Device的状况 条件二：笔记本电脑接上/拔除Device后的状况 条件三：笔记本电脑接上Device经过S0iX后被唤醒的状况 条件四：笔记本电脑接上Device经过S4后被唤醒的状况 条件五：笔记本电脑接上Device经过S5后再开机的状况 条件六：笔记本电脑接上/拔除Monitor后的状况 条件七：笔记本电脑接上/拔除USB Device后的状况 验证笔记本电脑 RTD3 功能的测试手法 藉由测试软件RW-Everything来验证笔记本电脑的RTD3功能，步骤如下。 i.首先，我们先查看Device Manager中TBT Root Port的位置 (图三) 图3. 查看TBT Root Port的位置 ii.再来我们会开启RW-Everything去查看笔记本电脑 TBT Root Port的状态，当所有offset值皆显示为FF时则表示TBT Root Port正确的进入D3模式 (图4) 图4. D3模式 下期预告 1. ThunderboltSecurityLevel名词解释 2.Thunderbolt要求的default Security Level解说 3.调整Security Level操作 作者 GRL台湾测试工程师 岳贝融 Claire Yueh 毕业于辅仁大学电机系，在GRL累积超过三年的Thunderbolt Function测试经验，熟悉Thunderbolt Host与Device的测试规范，并具Mac兼容性测试的相关经验，乐于协助客户厘清TBT 产品与周边产品应有的产品特性，帮助客户产品顺利通过TBT FV测试。

随着无线通信越来越普及，电磁辐射干扰的问题也越加被重视。依照USB-IF的规范，以往是用兼容性测试的方法来验证RFI的影响，但兼容性测试的判定较主观，所以至今年四月起（2021.04.01），USB-IF规定了新的测试项目：USB 3.2 RFI System Level Test。 本文将由多个主题：什么产品需要测试、怎么测试、以及如何判定测试结果，带您逐步了解RFI。 ◆ 什么类型的产品需通过USB3.2 RFI System Level Test（以下简称RFI测试）？ 符合以下全部条件的产品，皆须经过RFI测试： 使用 USB Type-C® 接头 支持 USB 3.2 Gen 1x1 以上的传输速率 产品类型为 Downstream Facing Port (DFP) ◆ 测试USB 3.2 RFI System Level Test的仪器列表 以下为您整理出必要使用的仪器、治具、厂商与型号（表一）： 表一 ◆ USB 3.2 RFI System Level Test 的测试流程 重点测试流程简述如下（如表二） ： 表二 ◆ 如何判定RFI测试结果呢？ 经过上述的测试流程后即可得到测试结果，以下撷取一个测试规范如图一： 图一 而测试结果判定标准如表三： 表三 细心的您一定可以发现4GHz~5GHz没有规范定义，这是因为无线通信目前尚未使用到该频段。 ◆ 测试环境 图二：标准连接方式 图三：GRL测试环境 参考文献 ◆ USB RFI System Level Test Procedure, Rev1.0, August 21, 2020 ◆ USB 3.2 RFI System-Level Test Procedure, Rev1.1, November 24, 2020 ◆ https://graniteriverlabs.com.cn/usb-compliance/ ◆Granite River Labs, USB-IF Compliance Tests 作者 GRL台湾测试工程师 曾威华 Wing Tseng 擅长USB、PCIe、SATA及DDR接口测试。GRL技术文章作者及演讲讲师。希望藉由帮助大家顺利测试拿到接口Logo，彼此互相交流共同成长飞翔。

浅谈Power Delivery起源与规格 过往产品的充电装置多由各家厂牌使用各自的接口，导致装置汰换时将造成许多浪费。由于USB的普及，市面大部分的产品都透过此接口传输数据，进而促使人们欲提升USB供电能力的想法。过去即使透过USB Battery Charging 1.2 (BC1.2) 方式最多也只能提供7.5W (5V 1.5A)，则电子产品需要较长的时间来充电。 USB-IF (USB Implementers Forum) 于2012年发表第一版USB Power Delivery规范 (USB Power Delivery Specification Revision 1.0, Version 1.0)，其规格使供电能力大幅提升到最高100W (20V 5A)。随着更多功能的加入，规范不断更新，现已来到USB Power Delivery Specification Revision 3.0 (后续以PD及PD Spec简称)。PD认证信息：https://graniteriverlabs.com.cn/usb-pd/ 随发展越来越成熟，Type-C接口渐渐成为市面上的主流，且多数产品支持PD，这些产品使用Configuration Channel (CC) pin传输PD沟通的讯息与协议，透过VBUS脚位供电。以下将从Type-C架构简介开始，逐步了解PD概念。 Type-C 架构 (Source/Sink Detection) 依 供电端 与 耗电端 区分Power角色，广义可分为下列三种： 对接的两端透过CC与VBUS侦测是否有合适的装置连接上： 1. Source： 监测CC pin电压，当Source 侦测到CC pin上Rd，表示接上Sink，则Source会在VBUS输出5V 2. Sink： 侦测VBUS，有5V时可知此时连接上Source PD沟通前，Type-C连接示意图 (图一，取自Type-C Cable and Connector Spec) PD 架构 以Source端举例说明，Device Policy Manager主要负责监控装置整体使用状况，工作包含：控制Power Source和USB-C Port Control模块，并与Policy Engine合作以调节电源分配，每个埠根据被分配到的资源与其对接的装置协议。USB-C Control则控制前一小节所述Source/Sink Detection部分，之后PD行为的控制由Physical Layer (PHY Layer)、Protocol、Policy Engine三部分共同合作，最后由Power Source透过VBUS供电给对方。 USB PD 架构示意图 (图二，取自PD3.0 Spec) Policy Engine 向上提供Device Policy Manager个别埠的状态，使Policy Manager可以实时整合与更新装置状态并重新调配资源予每个埠。 向下依据政策判断如何发送与响应收到的PD讯息，并指示Protocol Layer建构讯息。 Protocol Layer 传送讯息端： 接收Policy Engine的指示建构所需讯息交给PHY Layer，并藉由对方回传GoodCRC确认讯息有正确送出，否则视为传送失败，适用重新发送(Retry)机制。 接收讯息端： 收到PHY Layer传来的讯息，解读该讯息并将信息向上呈报给Policy Engine，在做相对响应前，先建构GoodCRC讯息让PHY回送给对方，表示讯息已正确收到并解读。 同时装置双方的Protocol Layer需各自计算对方是否在要求时间内有正确的响应 (Timer check)。 若以上确认内容有侦测到任何错误，任一方的Protocol Layer可发起 Reset机制 重整状态： PHY Layer 把Protocol层送来的讯息再加工，加上以4b5b方式编码的SOP*、CRC、EOP以及Preamble，组成一完整的讯息，透过CC以BMC方式传送给对方。 PD 讯息格式示意图 (图三，取自PD3.0 Spec) 反之，收到讯息时，PHY要先验证收到的讯息CRC，若正确就将讯息向上回传给接收端的Protocol Layer。 PHY Layer传送讯息流程示意图 (图四，取自PD3.0 Spec) 下图以Source Capabilities讯息为例，简单表示上述内容中的传送端、接收端，以及讯息的传送流程： (图五) 由上述可以看到对接的两端装置PD讯息都靠同一条路线 (CC) 传送，为避免两端同时传讯息，Source的Protocol有Collision Avoidance机制可以透过指示PHY控制Rp设定，告诉Sink当下是否可以只针对Source讯息响应。 下期专栏，将讲解Power Delivery协议规范，请持续关注！ USB、USB-C、USB Type-C®和USB-IF是USB Implementers Forum的注册商标 免责声明 本资讯仅为便于参照而提供。本资讯不是且不应视为 USB Implementers Forum (USB-IF) 之正式通讯。USB-IF 之正式通讯可于其网站 usb.org 取得，或直接自 USB-IF 取得。 参考文献 USB Type-C® Cable and Connector Specification Revision 2.0 USB Power Delivery Specification Revision 1.0 Version 1.2 USB Power Delivery Specification Revision 2.0 Version 1.3 USB Power Delivery Specification Revision 3.0 Version 2.0 Granite River Labs USB Compliance Test https://graniteriverlabs.com.cn/usb-compliance/ 原创声明 作者 GRL台湾测试工程师 张文馨 Cindy Chang 毕业于国立成功大学材料所。具三年多的Power Delivery相关测试经验，熟悉Thunderbolt PD、USB-IF PD Compliance、QC (Qualcomm Quick Charge) 等测试规范。目前在GRL台湾负责PD测试，乐于协助客户PD方面的问题，以顺利取得认证。