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    2021-9-1 14:42
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    USB Type-C接口市场
    从2015年开始,USBType-C接口开始初入江湖,如今越来越多的PC、笔记本电脑、平板电脑和智能手机均已经采用或者计划这种接口设计,随着欧盟要求统一接口的强制命令发布( 新法规逼迫 iPhone 使用 USB-C 标准接口 ),连苹果也不得不往TYPE C接口并入的时候,至此USB Type-C已经正式步入整合阶段,此背景下,我们曾经使用和信赖的众多接口将何去何从,今天我们一起看看如今这些主流接口应对Type-C布局和整合之路:Displayport,Thunderbolt,HDMI。 01 Displayport接口 2015年初VESA(视频电子标准协会)发布了DislayPort标准1.4版本,在USB Type-C和USB 3.1标准发布并且更广泛地应用后, DsiplayPort Alt Mode被集成到最新的USB Type-C上 ,成为了VESA和USB推广小组共同的目标,并于Type-C中集成8K视频传输功能. VESA简介 DP系列为主导的视频电子标准协会VESA(Video Electronics Standards Association, VESA)是一家自1989年创立以来,一直致力于制订并推广显示相关标准的非盈利国际组织,总部设立于加利福尼亚州的Milpitas;高清数字显示接口标DisplayPort赢得了AMD、Intel、NVIDIA、戴尔、惠普、联想、飞利浦、三星、AOC等业界巨头的支持, VESA作为一个全球性的行业联盟,目前已经拥有超过250家会员单位,VESA会员构成以芯片厂商为主,其次是显示器厂商,以及线缆、连接器厂商,使命是开发促进和支持所有厂商以及经过认证的互操作产品构成的生态体系,促进整个电子行业的发展. VESA组织成员 Displayport接口定义的简单讲解 DisplayPort接口已经逐渐取代VGA,成为个人电脑PC上的高清多媒体主要接口之一,也有部分的液晶电视和笔记本的内设接口采用是 DisplayPort接口,目前最新的是2019年6月26日VESA标准组织发布的DisplayPort 2.0数据传输标准规范,与雷电3、 USB-C紧密结合, 可满足8K乃至更高级别的显示,更多 DisplayPort接口 规范的资讯,可以查看其官方网站:https://vesa.org. 最新的 DP2.0物理接口已经统一为USB-C接口( DP2.0接口即将正式登场 ) ,但是其无论是什么形态,DP有20根引脚,这一点是不会变的; 接下来说一下DP的传输形式。 虽然说起来比较惊人,但实际上就是这样——Displayport是类似于PCI-E的,甚至可以说它就是PCI-E的视频改版。 因为只有这样才能解释为什么雷电接口可以在输出DP视频信号的同时传输数据; 当然,视频信号的传输和PCI-E这种传输的数据包和传输方式是不同的,所以就不要想用显卡上的DP口来当雷电用了,不可能的 ;接下来看标准DP接口在物理上的定义. 是不是感觉很眼熟?没错,基本上就是雷电接口的那些东西——4路高速差分信号(引脚1/3、4/6、7/9、10/12)1路低速差分信号(引脚15/17)、供电、热插拔检验、地线。接下来解释这些都是做什么的; 首先是4路高速差分信号;对于传输视频信号的DP而言,这4路信号都是单向的——从显卡到显示器,因为反过来传输这么高速的数据没用;当然,可以分出来一小部分带宽用于传输音频信号;至于那1路低速差分信号,也比较好理解——主要是显示器向显卡端传输的;至于传输什么,第一是显示器的型号、分辨率等信息,使电脑能够正确识别显示器(这个功能上古的VGA就有,所以目前最先进的DP不可能没有); 第二就是比较实用的摄像头、触屏回传功能,这样的话显示器上的摄像头或者触屏显示器就不用单独接线,直接用DP就可以了,省心省力。剩下的就不用解释了吧,通过字面就能理解。 总结:可以看出,DP 接口的诞生就是为了取代 HDMI 接口,除了是完全免费使用外,它还支持通过 USB-C 及 Thunderbolt 雷电接口同步传输数据及视频,这也意味着未来笔记本只需要一根线即可完成对显示器的视频输出,以及使用显示器上的 USB 扩展坞,虽然DP接口不仅在视频传输上比较先进,在接口设计上也比较先进,在保证足够的稳定性的前提下,利用20根线实现了4条高速、1条低速差分信号的传输,不仅带宽高,而且功能强,但是 由于它的使用范围相较于 HDMI 接口来说要小很多,目前来看还无法完全取代 HDMI 接口. 02 Thunderbolt 接口 2016年6月3日,Intel正式公布了Thunderbolt 3接口规范,该接口需要占用4条PCI-E 3.0通道,传输速率可达40Gbps,为了跟USB接口竞争,Intel主导研发了Thunderbolt接口,因为其高额的版权授权费用,让其并没有得到普及,只有苹果Mac电脑以及少数高端主板才支持该接口,而且相关外设的价格非常昂贵,Thunderbolt 3接口能支持双4K(4096×2160)60Hz显示器输出,且提供更强的供电能力,可给设备提供15W电力,如果是专门用来充电的话,最高能支持100W供电; 令人吃惊的是,Thunderbolt 3接口居然和USBType-C一模一样,而且兼容USB 3.1标准。这么做的好处相当明显,未来USB Type-C设备可直接插在Thunderbolt3接口上使用,这显然会带动Thunderbolt 3接口的发展;最新 Tiger Lake已经确认首发Thunderbolt 4(雷电/雷雳4),由于Thunderbolt 4的带宽保持在40Gbps,它和USB4某种程度上也算是一回事了. 基于Intel雷电4接口协议( 英特尔的“雷电4”让Type-C成为了目前最佳的快充接口标准 ),带宽40Gbps且 只有USB Type-C一种接口形态 ,同时支持100W功率供电,充分的带宽能让它支持菊花链承载外置独立显卡,或两台4K显示器/一台5K显示器. Thunderbolt 简介 ThunderboltI/O技术由Intel公司开发,每个接口配备两个10Gbps全双工数据路径链路,要比Firewire800接口快达12倍。Thunderbolt采用64b/66b数据编码格式,而Intel开发的接口控制器可将PCI–Express和DisplayPort复用成为一个单数据流。Intel公司开发的第一代控制器代号为Light Ridge,随后的第二代、第三代控制器代号分别是Cactus Ridge和Redwood Ridge,而新一代(第四代)控制器的代号是Falcon Ridge。 在主机设备中,控制器从I/O控制器集线器中获取PCI–Express数据,从I/O控制器中的负信号或如图1所示的外部图形控制器中获取DisplayPort数据。接下来,该组合信号通过全双工差分信号发出。一般情况下,每个控制器配备两个端口,可进行菊花链方式的连接。 Thunderbolt接口定义的简单讲解 前两代雷电使用的是mini DP接口,而雷电3开始其使用的是Type-C的物理接口,这个接口有20根引脚。 如图。其中Ground都是接地,一共8根,其中2根保留未使用。引脚2用于热插拔的检验,引脚3到6是一对双向串行差分信号,引脚15到18是另一对双向串行差分信号。所以雷电1是基于 PCI-E 2.0 X2的,利用两路PCI-E通道(也就是4路差分信号)进行传输,速度为双向各10GT/s,全双工。引脚9和11可能是USB2.0的差分信号(也就是“向下兼容USB”)。引脚20是正极供电。关于雷电2,官方给出的速度是20Gbps,基于PCI-E 2.0 X4,依然使用miniDP接口(接口定义不变,所以完全兼容)。然而根据接口定义,miniDP只能承载4路差分信号,也就是全双工下的两对(X2通道) 因为4条通道可以同时单向工作,所以速度可以达到PCI-E X4的单向速度,也就是20GT/s,但是这时是半双工的。在全双工下,单向速度还是10GT/s。接下来是雷电3。雷电3使用的是我们都非常熟悉的Type-C接口,Type-C接口在USB时的定义如下 但是雷电3是4路差分信号,所以在针脚定义上和USB3.1(2路差分信号)完全不同。具体如何定义的,很遗憾,我并没有查到资料。不过我们可以大体分析一下。Type-C有24根引脚,但是,因为它是双面可插的,所以只有一半的引脚是有效的,也就是图中圈上的那部分 所以,有12根引脚可用。这12根引脚,分配给4路差分信号,需要8根引脚。加上1根屏蔽地、1根地线、1根供电(正极),还剩一根保留(可能用于热插拔检测),是完全够用的。在协议上,全速雷电3使用了PCI-E3.0 X4,和雷电2一样分两种模式——全双工和半双工。半双工下,最高速度为32GT/s,因为使用了128b/130b编码,所以实际速度为3.938GB/s(查表就可以知道)。当然,全双工模式下速度减半。那我就很好奇——“40Gbps”的官方宣传速度到底是怎么来的?个人猜想,节操丢尽的英特尔又在忽悠人。3.938,四舍五入,就是4了嘛!然后按照老的8b/10b的编码方式(实际上编码方式换了),4*8*(10/8)=40G/s,嗯,没毛病。另外,雷电3存在半速版,使用的是PCI-E 3.0 X2,这次就只有全双工模式——也就是双向各“20G/s”(实际上是16GT/s), ,虽然名义上是半速的,实际上在全双工下速度和全速没有区别。注意:雷电3接口速度不能达到PCI-E 3.0 X4的全部速度(全双工,双向各32GT/s)的原因不是计算机内部分配的PCI-E通道数不足,而是雷电接口本身的针脚数不足,只能容纳4路差分信号(而PCI-E 3.0 X4是8路差分信号)。最后总结一下。雷电这东西,在原理上还是比较先进的,楞是用4条差分通道达到了PCI-E X4的单向速度,反正消费者们也不关注到底是全双工还是半双工。个人认为,这种设计对于PCI-E而言完全就是浪费。在速度已经达到“双向各20G/s”的雷电3时代,仅仅就是为了和USB3.1争一个高低,就把本来全双工的PCI-E X4变成半双工工作来解决线数不够的问题,这就是很严重的浪费了(的确,为了找出4个全速雷电3需要的20条PCI-E 3.0,2017版高端MBP把给独显用的16条和给PCH(可以理解为南桥)的4条全给了雷电,所以,连独立显卡都没有!这可真是“Macbook Pro”啊!独显都没有,除了价格,真没看出哪里对得起Pro这个词。 03 HDMI 接口 2002年4月,日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝七家公司共同组建了HDMI高清多媒体接口组织,开始着手制定一种符合高清时代标准的全新数字化视频/音频接口技术;经过半年多时间的准备工作,HDMI组织在2002年12月9日正式发布了HDMI 1.0版标准,标志着HDMI技术正式进入历史舞台;截止今天,HDMI己经走过了近20年的路,从最早的1.0到现在的2.1,从1080p,到现在的8K @60Hz,这是一个飞跃;HDMI接口、家庭视屏系统的霸主,开放握手协议,支持TYPE C TO HDMI协议,并更新最新的2.1版本; 自从HDMI Forum 正式推出了最新 HDMI 2.1 版早期规范,就宣告我们的8K数据时代来临 !( HDMI 2.0已淘汰;HDMI 2.1上位 ) HDMI 简介 HDMI,英文全称是High Definition Multimedia Interface,中文名称是高清晰多媒体接口的缩写。2002年4月,Hitachi(日立)、Panasonic(松下)、PHILIPS (飞利浦)、SONY(索尼)、THOMSON(汤姆逊)、TOSHIBA(东芝)和Silicon Image七家公司联合组成HDMI组织。HDMI能高品质地传输未经压缩的高清视频和多声道音频数据,最高数据传输速度为48Gbps。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换,可以保证最高质量的影音信号传送。HDMI1.3不仅可以满足目前最高画质1440P的分辨率,还能支持DVD Audio等最先进的数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,而且只用一条HDMI线连接,免除数字音频接线。同时HDMI标准所具备的额外空间可以应用在日后升级的音视频格式中。足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s,因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式. HDMI 创始组织成员 HDMI 接口定义的简单讲解 HDMI接口主要有Type A、Type B、Type C、Type D、Type E五种类型。 1、HDMI A Type是使用最广泛的HDMI线缆,HDMI A接口共有19pin,宽度为13.9毫米,厚度为4.45毫米。在日常生活使用中的绝大部分影音设备都配备这个接口。比如:蓝光播放器、小米盒子、笔记本电脑、液晶电视、投影机等等。 2、HDMI B Type生活中比较少见,它主要用于专业级的场合。HDMI B接口采用29pin,宽度21毫米。HDMI B Type的数据传输能力比HDMI A type快近两倍,相当于DVI Dual-Link。由于多数影音设备工作频率均在165MHz以下,而HDMI B Type的工作频率在270MHZ以上,所以多见于专业应用场景,如WQXGA 25601600以上的分辨率。 3、HDMI C Type常称为Mini HDMI,它主要是为小型设备设计的。HDMI C Type同样采用19pin,但是宽度只有10.42毫米,厚度有2.4毫米。它主要应用在便携式设备上,比如数码相机、便携式播放机等设备。 4、HDMI D Type俗称Micro HDMI。HDMI D Type尺寸进一步缩小。同样为19pin,宽度只有6.4毫米,厚度2.8毫米,很像Mini USB接口。主要应用于小型的移动设备上面。比如:手机、平板电脑等。 5、HDMI E Type主要用于车载娱乐系统的音视频传输。由于车内环境的不稳定性,HDMI E Type在设计上具备抗震性、防潮、耐高强度、温差承受范围大等特性。在物理结构上,采用机械式锁定设计,能保证接触可靠性。 如上图,HDMI A TYPE共19针,其中1-9针为数据信号;10、11、12针为时钟信号;13针为CEC针;14针为空;15针SCL针;16针为SDA针;17针为地;18针+5V电源;19针为热插拔检测. HDMI A Type 应用于HDMI1.0版本,总共有19pin,规格为4.45mm×13.9mm,为最常见的HDMI接头规格,相点对点于DVI Single-Link传输。在HDMI 1.2a之前,最大能传输165MHz的TMDS,所以最大传输规格只能在于1600×1200(TMDS 162.0MHz) Pin Pin定义 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield 3 TMDS Data2– 4 TMDS Data1+ 5 TMDS Data1 Shield 6 TMDS Data1– 7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield 9 TMDS Data0– 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock– 13 CEC 14 Reserved(N.C. on device) 15 SCL 16 SDA 17 DDC/CEC Ground 18 +5V Power 19 Hot Plug Detect HDMI B Type 应用于HDMI1.0版本,规格为4.45mm×21.2mm,总共有29pin,可传输HDMI A type两倍的TMDS数据量,相点对点于DVI Dual-Link传输,用于传输高分辨率(WQXGA 2560×1600以上)。因为HDMI A type只有Single-Link的TMDS传输,如果要传输成HDMI B type的信号,则必须要两倍的传输效率,会造成TMDS的Tx、Rx的工作频率必须提高至270MHz以上。而在HDMI 1.3 IC出现之前,市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能稳定在165MHz以下工作。此类接口未应用在任何产品中 。 Pin Pin定义 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield 3 TMDS Data2– 4 TMDS Data1+ 5 TMDS Data1 Shield 6 TMDS Data1– 7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield 9 TMDS Data0– 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock– 13 TMDS Data5+ 14 TMDS Data5 Shield 15 TMDS Data5- 16 TMDS Data4+ 17 TMDS Data4 Shield 18 TMDS Data4- 19 TMDS Data3+ 20 TMDS Data3 Shield 21 TMDS Data3- 22 CEC 23 Reserved(N.C. on device) 24 Reserved(N.C. on device) 25 SCL 26 SDA 27 DDC/CEC Ground 28 +5V Power 29 Hot Plug Detect HDMI C Type 俗称mini-HDMI,应用于HDMI1.3版本,总共有19pin,可以说是缩小版的HDMI A type,规格为2.42mm×10.42mm,但脚位定义有所改变。主要是用在便携式设备上,例如DV、数字相机、便携式多媒体播放机等。由于大小所限,一些显卡会使用mini-HDMI,用家须使用转接头转成标准大小的Type A再连接显示器. Pin Pin定义 1 TMDS Data2 Shield 2 TMDS Data2+ 3 TMDS Data2– 4 TMDS Data1 Shield 5 TMDS Data1+ 6 TMDS Data1– 7 TMDS Data0 Shield 8 TMDS Data0+ 9 TMDS Data0– 10 TMDS Clock Shield 11 TMDS Clock+ 12 TMDS Clock– 13 DDC/CEC Ground 14 CEC 15 SCL 16 SDA 17 Reserved(N.C. on device) 18 +5V Power 19 Hot Plug Detect HDMI D Type 应用于HDMI1.4版本,总共有19pin,规格为2.8mm×6.4mm,但脚位定义有所改变。新的Micro HDMI接口将比现在19针MINI HDMI版接口小50%左右,可为相机、手机等便携设备带来最高1080p的分辨率支持及最快5GB的传输速度。 Pin Pin定义 1 Hot Plug Detect 2 Utility 3 TMDS Data2+ 4 TMDS Data2 Shield 5 TMDS Data2- 6 TMDS Data1+ 7 TMDS Data1 Shield 8 TMDS Data1- 9 TMDS Data0+ 10 TMDS Data0 Shield 11 TMDS Data0- 12 TMDS Clock+ 13 TMDS Clock Shield 14 TMDS Clock- 15 CEC 16 DDC/CEC Ground 17 SCL 18 SDA 19 +5V Power 随着欧盟要求统一接口的强制命令发布,连苹果也不得不往TYPE C接口并入的时候,至此USB Type-C已经正式步入整合阶段,加上如今USB协会主动自废武功进行整合,仅此一家之举( Type C终将一统江湖,协会不再接受USB 3.x Micro-B, Micro-AB认证 ),预告USB的江湖只有一个存在,USB Type C接口时代快马加鞭而来,其它相关接口必须主动往USB Type C接口融合。 来源:公众号 TypeC情报中心
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    2021-8-13 14:06
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    趋势分析 | 高速接口的演进与未来
    在电子产品发展的过程中,高速接口的演进让消费者在使用上越来越方便,从早期由不同厂商主导的多样化硬件接口,到现在由各个主要协会带领整合所有会员的贡献、制定共同标准,在这些共同标准中又有许多功能可选择性支持,让产品基于不同市场能被弹性应用。下面就让我们来看看高速接口的演进与未来趋势。 » 影音传输接口的演进 早期计算机不普及,显示应用主要在电视接口为模拟讯号的AV端子及S端子,1990年计算机开始发展,计算机屏幕与电视慢慢变成显示市场的两大主流,分辨率提高的要求下由VGA到DVI与HDMI,从模拟转变为数字讯号,而HDMI的发展主要由电视影音相关领域的品牌所主导,一个是连接天线、机顶盒、播放器、或游戏机远距离观看,另一个为连接计算机近距离使用,在功能与要求差异的推动下,2006年VESA提出DisplayPort架构,与HDMI成为屏幕两大主要接口,但HDMI仍旧为电视的主要接口。 DisplayPort 1.3的推出让数据带宽来到的32.4Gbps,也迫使HDMI必须往上增加带宽,支持更高分辨率与更新率,因此在2017年推出HDMI 2.1 (48Gbps);USB-IF以及VESA在取得Intel授权Thunderbolt技术后,在Type C 接口上推出DisplayPort 2.0 (80Gbps) ,最高可支持16K@60Hz,并且可与USB4的数据流同时传输,让DisplayPort在计算机周边广泛被应用,但在电视领域生态链的采用率仍然偏低,主要原因是VESA与HDMI分属不同生态系与组织,背后有不同的大厂支持,已不单纯是技术与功能考虑,而是大厂对于市场的影响力。 图1:影音传输接口的演进 » 传输接口发展 接下来我们从另一个角度来看看技术的演进,由下图可以看出拉高传输速度的领头羊就是PCIe,近20年的电子发展CPU、GPU或各式各样的核心处理器主流都是应用PCIe作为IC对外的主要传输总线,因为IC设计能力提升,加上半导体制程进步使得PCIe1由2.5Gbps per lane到现在PCIe6的64Gbps per lane;但PCB的材质也渐渐地走到了可量产的物理极限,所以在传送端与接收端的补偿机制如Pre-amp、Pre-shoot、amplitude negotiation、CTLE、FFE、DFE等技术的导入都是为了克服PCB板材与Cable线材的损耗。 我们也观察到SATA与SAS这类的储存应用界面正被PCIe直接取代,因为SSD的崛起,架构上让PCIe直通、减少其他IC的桥接、简化设计;加上Thunderbolt、USB、DisplayPort这些界面都融合到Type C上,界面应用的整合虽然对消费者来说是非常方便的,把影像、声音、数据、控制与电源全部整合,但对于IC与产品开发者却要花费更多的资源与时间去验证各式各样排列组合的兼容性,这也是协会与认证实验室的重要性,确保大家有一致性的作法,让成千上万的产品到消费者手上皆能被正常使用。 图2:高速传输接口的演进 谈到接口的未来发展,大家可以想想IEEE802.3,他是网络通讯的基石,技术上是走在高速接口的前端,如下表Ethernet最高已经到112Gb/s,单纯用NRZ架构一次传一个bit已不够用,所以有了PAM架构让数据可以一次传2个bit以上,因为频率已无法再提升,因此只能用电压幅值大小的区别来传送更多数据量,数据协议也不在底层架构下区分,以上特征即是未来接口发展的趋势。上面有提到USB4和DisplayPort 2.0应用到Thunderbolt的技术,如果大家了解Thunderbolt的CIO ( Converged-IO ) Protocol,它早期的传输速度是10.3125 Gb/s与20.625 Gb/s,还有装置识别用相似于IP的概念,没有区分数据型态皆可用Tunneling方式承载,这些都跟Ethernet技术类似。也就是说Data Center的技术应用走得最快但相对成本高,成熟后会应用到消费性电子。 表1 随着云端数据库的蓬勃发展,可以预见大多数终端产品不需具备强大功能,只需注重在输入接收如录像及拍照,还有输出呈现如画面声音播放有足够的处理能力,大量数据储存与运算能力可以藉由Data Center来完成;所以Data center无论有线无线的网络通讯都需要在硬件技术飞速成长,以符合越来越多云端应用以及海量数据的智能运算,因此量子计算机技术的发展以及6G星链的讨论都是为强大的Data Center预做准备,当然,随即延伸而来的资安黑客问题,就是另一个大家关心的话题了。 图3:高速传输接口的演进 作者 GRL大中华区总经理 庄益林 Alan Chuang 具仪器业界超过七年的服务经验,熟悉各传输界面技术与应用,现担任GRL大中华区总经理,负责大陆区与台湾区三个实验室的业务拓展与未来发展目标。
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    2021-2-1 15:32
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    USB 3.2 Framework框架 &Interoperability 标准测试
    原创声明 作者:GRL实验室/ 曾威华 Wing Tseng 本篇文章将针对 USB3.2 框架及标准测试做介绍,这两部分属于协议层 (Protocol Layer) 及 Function 的测试。 USB3.2 框架 (Framework) 测试 Framework 测试因为主要的测试项目皆为 TD9.X 开头,所以我们说的 Chapter9 或 CV 测试也是在指 Framework 测试。使用的软件工具是 USB-IF 协会提供的 Command Verifier ,目前 CV 工具有 USB30CV 、 USB20CV 、 HUB30CV 、 XHCICV 、 EHCICV 和 MHU3CV 。一个待测物需要测试其最高速及 High Speed 、 Full Speed 的 Chapter9 ,另外还需测试该待测物的 Device Class Test ,接着我们将对最常见的 Chapter9 测试做介绍。 USB 装置状态被分类为以下几种, 见表 ( 一 ) : 表 ( 一 ) 连接 USB3.2 主机 (Host) 和装置 (Device) 后会互相向对方请求许多描述 (Descriptor) ,在请求这些 Descriptor 时会用 到 Setup Packet , Setup Packet 的组成整理如表 ( 二 ) : 表 ( 二 ) bRequest 的标准装置请求 (Standard Device Requests) 整理如下表 ( 三 ) : 在 Framework 测试中,测试目的为待测物的固件宣告是否正确及小部分的 Function 测试 ( 如: Function Remote Wakeup 和 Enumeration 测试 ) ,测试软件会对我们的待测物发送不同的 bRequest 及 Function 的测试,即可比对待测物的宣告是否如实际状况相同。当中几个常见的测试失败有: U1 及 U2 没开启、 Self-Power 或 Bus-Power 宣告错误、 bcdUSB 的版本命名宣告错误。 USB3.2 Interoperability 测试 在 USB3.2 产品拿认证的测试当中,一定会需要测试产品的功能性,这是 IOP(Interoperability) 测试的目的。测试 原理就是将我们的待测物与 Gold Tree 连接起来之后,进行我们整个 Gold Tree 及待测物的功能性验证,若整个 Gold Tree 及待测物的功能性都能够正常运作,则代表通过此测试。因 USB 接口最多可以接 5 层 Hub ,所以 Gold Tree 的设计都是在这样的环境下做测试。这边提供范例为 USB3.2 Gen2 Peripheral 的 Modified IOP 测试环境如图 ( 一 ) : 图 ( 一 ) 来源 : xHCI Interoperability Test Procedures 接着就可利用 IOP 环境图来测试待测物的功能性,测试步骤整理如下表 ( 四 ) 表 ( 四 ) 以 USB3.2 Gen2 Peripheral 测试为例子,测试完待测物在其最高速 SuperSpeedPlus 的 IOP 环境之后,还需将待测物分别降速到 SuperSpeed 、 High Speed 及 Full Speed 的 IOP 环境去做测试,测试步骤整理如表 ( 五 ) : 表 ( 五 ) 若今天 USB3.2 产品可能是 Compound Device 甚至是要过 Silicon 测试时,所需要测试的 Gold Tree 环境也更为多样,因测试目的及原理皆大同小异,所以我们就举一个例子为代表。 另外在 IOP 的 CTS 之中,除了与 Gold Tree 的功能性测试之外,还有与省电状态相关的 U1/U2 测试及 L1/LPM 测试,针对不同 USB3.2 产品所需测项也整理如表 ( 六 ) : 表 ( 六 ) U1/U2 测试、 LPM 测试及 L1 测试的测试标准也整理如表 ( 七 ) : 表 ( 七 ) 最后则是我们 Current Measurement 的部分,用于 Upstream Port 测试,测试目的为待测物在不同状态时的电流拉载不可超过规范值,以确保待测物的功耗不会过高且在安全的范围值之内。 Current Measurement 测试会搭配 CV 测试工具, SuperSpeedPlus/High Speed 和 SuperSpeed/High Speed 的 Current Measurement 使用到 USB30CV , High Speed/Full Speed 的 Current Measurement 使用到 USB20CV 。在 USB3.2 产品最大电流拉载宣告分有 High Power 及 Low Power 两种定义整理如表 ( 八 ) : High/Full Speed 的 Current Measurement 测试在 EHCI Controller 下,规范整理如表 ( 九 ) : SuperSpeed/High Speed 的 Current Measurement 测试在 xHCI Controller 下,规范整理如表 ( 十 ) : SuperSpeedPlus/High Speed 的 Current Measurement 测试在 ASMedia Add-in Card ( ASM3142 ) 下,规范整理如表 ( 十 一 ) : 参考文献: Universal Serial Bus 3.2 Specification, September 22, 2017 Unibersal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification, July 14, 2017 xHCI Interoperability Test Procedures For Peripherals, Hubs and Hosts, Revision 0.95, October 2018 作者: GRL 测试工程师曾威华 Wing Tseng 擅长 USB 、 PCIe 、 SATA 接口测试。 GRL 技术文章作者及讲师。希望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。 本文件中规格特性及其说明若有修改恕不另行通知。
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    2020-11-27 15:13
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    屏幕使用万能通用接口USB-C® 面临的问题与挑战
    自从2016年第一台USB-C ® 屏幕问市以来,我们可以发现使用USB-C ® 接口的屏幕是愈来愈多,这归功于USB Type-C® 的易用性及便利性设计,不论正面或反面,都能顺利插入装置,加上只需要1条USB-C ® cable就能完成充电、数据及影音传输,其相关的产品应用更是把用户体验推升到另一个高度。 有别于传统的HDMI, DP及VGA接口的大小限制,USB Type-C® 接头很小,小到许多产品都可以配备,手机、平板、笔记本电脑等多种装置皆可更加广泛的搭载,这代表着USB-C ® Monitor能够使用的source种类更多样化。 USB Type-C® 作为全新的接口标准使用于屏幕上,除了上述优点之外,百佳泰进一步发现,为了单一接口就能达到多功能供给,其设计的复杂度是传统接口的好几倍。屏幕信号来源的多样性,对于各装置的兼容性无疑是另一种挑战。 接下来我们会提出几个案例,希望以深入浅出的探讨及专业白话的解释,能让大家对USB-C ® 屏幕有不一样的观点: 1. 屏幕老是黑屏没画面 屏幕没画面在我们的测试经验里,这个问题非常严重,也很常见。为什么呢?让我慢慢告诉你…一开始大家在制造与设计上的经验不足,常常花很多时间才能去厘清与解决没画面的问题;随着时间的演进,经验与能力都追上来了,但为什么还是常常出现没画面的问题呢?这是因为屏幕的功能愈来愈多,电路图与逻辑流程图是愈来愈复杂,加上外围的产品线愈来愈丰富,也大大提升问题的发生机率,只因单纯的显示功能已经不能满足消费者的胃口了。 2. 遗失的声音藏在细节里 随着愈来愈多人在家工作(work from home),利用笔记本电脑处理任务的同时还能一边播放着轻快的音乐,但接上 USB-C ® 屏幕后发现,播放的音乐不见了,不接屏幕之后,音乐又回来了。到底发生了什么事,让我们来说明给你听。打开设备管理器出现了该屏幕的声音装置,播放装置也已设定为Default Device (如下图),但其实这颗 USB-C ® 屏幕是不支持声音的。 进一步分析后发现,该 USB-C ® 屏幕的这一系列的产品,有支持Audio及不支持Audio的型号,但在开发时期都多都会用有Audio的固件来做开发,最后再把Audio的设定关掉就可以了。但往往会因不小心没不注意,最后使用了不对的固件就上市了。 3. 充电假动作,愈充电愈少 USB-C ® 屏幕除了显示之外,有些机种还支持Power Delivery(PD)的功能,除了能够帮手机、平板充电外,甚至支持大功率的还可以帮计算机充电。但我们发现不充电的问题是比较好发现好解决的,反而是功率不够、电流不足的问题才是棘手的毛病。 以上图的案例来看,电压20V,但电流只有0.036A,但笔记本电脑可能还是会有充电符号。当你想再次确认问题时,电流又来到2A左右,真是让人摸不着头绪。 4. USB Hub 不是你想的这么简单 数据传输是 USB-C ® 的功能之一,应用于屏幕时简单的可以有USB Hub,进阶的可以加上Webcam、Lan、audio等等的功能,可以想做是一个docking station装进了 USB-C ® 屏幕。所以1个 USB-C ® 屏幕的内部设计,可能用了不只是1颗Hub IC,为了更多的功能取向可能会接好几颗Hub IC来满足。根据我们的经验来看,有些客户会觉得通过了USB-IF认证产品就没问题了,但事实往往不是这么单纯,产品生产出来之后,在自家检测都没问题,售卖到市场后会遇到五花八门的使用情境,客诉、退货等等的问题就一一浮现了,实在是不可不正视。 5. 不是只有质量不佳的 USB-C ® 线材会烧毁你的设备 大家是否还记得,2015年有一位Google工程师从网络上买好几条的 USB-C ® 线材来对他Chromebook Pixel进行充电测试,最后他的Pixel被充坏了,并于文末中告诉大家要从信誉良好的制造商那里购买有品牌的线材。这故事只说对了一半,从我们的测试经验里,不只是线材才有充电损坏的风险,进一步发现,屏幕的PD Charging及 USB-C ® 接头的设计及质量如果不良,同样也是会造成受电设备的损坏。好吧!!这确实是造成了我们测试上的困扰,总不能测试一次就坏几台设备吧。
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    2016-5-11 09:45
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    应用: 工业测控现场、工业石油、弱电集成、数据采集行业 主要技术参数: 模拟量输入 通道数           8通道 输入保护         2500V电压隔离。60V直流过压保护 测量误差         0.2%@25 0 C满量程 温度漂移         小于50ppm/ 0 C 总线接口 接口类型         R S485 波特率              1.2Kbps~115.2 Kbps 数据格式         支持多数据格式 通信协议         MODBUS RTU从机 总线保护         隔离电压2500V;ESD 15KV;浪泳保护:800W   电源 电源                   DC9V~DC24V,无极性输入、80mA@24V MAX 电源防护         过压保护:60V;过流保护:800mA; 浪泳保护:800W         成都江腾科技有限公司   http://www.jiangteng-tech.com
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