USB4功能多元 相容性驗證角色更吃重
2022-10-20
作者
蔡銘仁，EE Times Taiwan
USB4規格革命性的大升級，但主控端 (Host端)、集線器端 (Hub端) 和裝置端 (Device端) 的最低規格要求都不同，相對發展已久的Thunderbolt 4，測試驗證更加難以執行。
Thunderbolt產品過往由Intel進行測試驗證，USB4則是在USB開發者論壇(USB Implementers Forum，USB-IF) 協會指定的PIL (Platform Interoperability Lab)實驗室進行。然而，USB4從Host、Hub到Device最低規格要求的差異，各家廠商遵循的標準不一，使測試驗證相較過往更難進行。
GRL (Granite River Labs)大中華區總經理莊益林舉例，比如一樣的接線頭，但有可能不支援DisplayPort，「對用戶來說會覺得插下去就是要可以用」，過往Intel的Thunderbolt 4至少要花兩周進行相容性驗證，進行很多裝置的插拔測試，凸顯其多元功能背後的複雜度，Thunderbolt 4驗很多相容性測試仍難免有瑕疵，USB4有相當多的選配功能、更多不同狀況，相容性問題也就更容易出現。
援引Thunderbolt 4經驗 GRL打造一條龍驗證服務
GRL為全球首間取得Intel與蘋果授權的Thunderbolt產品認證實驗室，相對來說，更了解Thunderbolt和USB4的差異。因此，他們除了提供驗證IC訊號特性、封裝後的訊號及功能、到電路板設計完驗證相容性等服務，也在官網發布多篇USB4相關文章，先行教育客戶，輔以過往經驗，協助客戶節省驗證時間。
莊益林強調，「我們不會東西不動就要客戶自己想辦法，希望他們可以變得更好」，在前期也會先告知客戶哪些環節需要先確定，遇到問題會也協助分析哪些動作可能沒做對，由於GRL具備Thunderbolt的驗證經驗，很多USB4前期IC廠商都有跟他們合作，觀察下來，在前端辨識的驗證最難，換上不同的USB-PD IC相容性測試就要重新來過。
測試設備也是現在USB-IF協會為了USB4發展，積極改善的環節之一。GRL技術協理張靜宜指出，PIL主要關注在傳輸協議跟連接層(Link Layer)的測試，但現在開放規格，每間廠商遵循的規範不同，就需要相對的測試儀器支援，這讓USB-IF協會得花相當多的時間在PIL及IC設計廠的合作溝通，持續針對測試進行改善。
因此，GRL也跨足測試設備及軟體開發，莊益林表示，這是他們跟其他廠商與眾不同之處，「我們跟在很前面，協助開發工具驗證，想調校好自有的測試環境跟框架，也自己開軟體，並把多年累積的知識放進軟體讓它更強大，讓IC都可以辨識及正常動作。」GRL台灣去年到今年人力擴增30%，預計還會繼續擴大規模，未來即將推出USB4 80Gbps高速傳輸介面及PCIe 5.0的CIO 80標準測試服務。
經過幾個案子，莊益林也分享，很多品牌廠在意客訴，一旦客訴客戶一定回頭質疑品牌廠，已經預想到相容性問題會很多，會回過頭思考在工程端或前期，除了協會規定的測項還需要加測哪些項目，讓主要大眾市場上的問題變少，如何持續驗證提高相容性，就需要工程端、品牌端、實驗室跟協會等單位共同協作。
Thunderbolt整合進CPU Intel要讓測試驗證更便利
Thunderbolt長期發展下來，測試驗證流程及工具相對完整，Intel將Thunderbolt 4控制IC與CPU整合的設計，也有助測試驗證的進行。Intel產品暨行銷事業群產品經理盧進忠指出，任何運用在電腦上的獨立元件，各家廠商電路設計很難一致，會衍生很多變數跟相容性問題，一旦整合到一顆IC，內部都已經測試完成，設計者只需把信號線連接到傳輸接口，在測試上能省掉不少工，只需專心測試Type C接到設備端的訊號。
美國等海外地區相當仰賴線上購物，為避免用戶因產品使用體驗不符合預期退貨，Intel對Thunderbolt的測試驗證要求極為嚴謹，最初自行協助測試，現在跟USB認證一樣，都是將產品送到第三方實驗室，測試完再進行審核，認證費用都是支付給第三方實驗室。各家廠商產品的測試驗證需求。迄今，Intel並未收取過權利金，就為確保Thunderbolt 4的產品符合用戶安心的品質。
觀察市場狀況，盧進忠指出，Host端的發展會是一個重點，「銷售任何周邊都要看接甚麼Host，越普及就越多人願意買」，比如買筆電可以跑到40Gbps，用戶就會想買傳輸頻寬可達40Gbps的周邊裝置，比如現在越來越多筆電帶有Thunderbolt 4，採購就會思考外接的顯示器也要買Thunderbolt 4。
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