USB須經一致性測試驗證功能達成率，互通性測試則驗證不同廠商產品間的互連互通，但一致性測試有測項複雜、測試時間長、成本高等問題，互通性測試則因疫情大量取消工作會議，USB4測試驗證重要性提升之際也有問題待解。
USB4除了支援多個傳輸介面，最主要還是整合了Thunderbolt 3，將傳輸速度提升到40Gbps，但傳輸速率不斷提升，也為電路設計帶來挑戰，訊號完整性問題更加突顯，除了電路設計難度升高，更需要借助測試驗證找出訊號的問題並加以改善。USB測試分成兩大部分，一是一致性測試(Compliance Test)驗證功能達成率，一是互通性測試(Interoperability Test)驗證不同廠商產品間的互連互通。
而因為COVID-19疫情的影響，USB IF召集的插拔大會已經多次取消，廠商的產品驗證僅能以一致性測試為主，搭配少數個別的互通性測試，對於USB4的市場推廣恐造成一些影響。另外，USB4傳輸速率持續提升，新的標準在資料編碼或傳輸方式導入新的技術，而為了維持向下相容性，便同時需要完成USB2、USB3.2與USB4的測試，這對於晶片與裝置廠商來說，在成本、時間與測試複雜度上都相對提升，如何克服也是未來的發展重點。
USB4一致性測試複雜度與項目持續提升
USB4在同一個實體層(Phy)中整合了高畫質影音、高速資料傳輸與充電協定，百佳泰產品認證暨硬體驗證技術中心經理張國濠(圖1)指出，USB4算是一個複合式的應用，不見得在每個應用中都需要跑出全效能，比如說在螢幕的應用上，影像傳輸的重要性最高，資料傳輸則相對不重要；而在手機的應用中，充電的重要性最高，影音傳輸就變得不重要，控制晶片可以動態調整。
圖1 百佳泰產品認證暨硬體驗證技術中心經理張國濠表示USB4一致性測試須完成USB2、USB3.2、USB4的所有測項。
USB4將資料傳輸速率提升到40Gbps，一致性測試項目如表1所示，須完成USB2、USB3.2、USB4的測試，加上Type-C與PD(Power Delivery)等五項，每一個驗證都還有獨立的測試項目，張國濠坦言，完成USB4的五項完整測試約需1.5個月，時間與經費都較USB3系列的驗證大幅增加。但現階段USB4剛進入市場推動期，控制晶片廠商針對這類測試較為嚴謹，長期而言當然希望測試項目、時間與成本都可以更為簡化。
USB4現在需要測試傳統的USB標準以及DisplayPort和Thunderbolt。太克台灣與東南亞行銷經理陳川迅(圖2)表示，理想情況下，測試標準越統一，實施這些標準的公司就越容易採用和測試。可以使用單個測試文件和單個測試證書來解決複雜問題。但是，向下相容是USB過去強調的重要功能之一，而新版本的規格採用新的技術提升傳輸速率，USB IF不願簡化測試內容，所以造成測試項目持續增加，如何在完整測試工作與簡化測試流程中取得平衡，是未來幾年努力的重點之一。
圖2 太克台灣與東南亞行銷經理陳川迅提出理想情況下，測試標準越統一，實施這些標準的公司就越容易採用和測試。
USB4互通性測試受疫情阻礙
再者，USB測試的另一個重要目的是實現隨插即用的互連互通。陳川迅說，對於消費者而言，這是使用者經驗最重要的部分，消費者希望所有USB設備都能無縫協作，這說起來容易做起來難，卻是USB多年來受市場歡迎的重要原因。需要多年的開發、整合、討論和談判，才能以規範和測試文件的形式開發USB元件。
相容性測試是USB測試另一個重要的部分，張國濠說，工作會議或插拔大會是業界廠商非常重要的除錯場合，目前測試實驗室包括百佳泰也只能協助控制晶片廠商進行訊號測試，完成符合USB4規格要求的測試項目(表2)，但這些測項並不能保證終端產品的互通性。以業界慣例，晶片廠多半不會參加這類插拔大會，但是終端產品開發商，會將自家產品帶到會場，與各家產品進行互通性測試，透過現場的互動、討論即時解決問題，同時取得USB認證Logo。但現在因為COVID-19疫情影響，多數會議取消，只能期待疫情緩和後工作會議會恢復舉辦，可以加速USB4系統產品的相容性驗證。
導入Retimer/Redriver維持高速訊號完整
USB4因為傳輸速率高達40Gbps，訊號容易衰減，所以許多設計會採用重計時器(Retimer)與中繼器(Redriver)強化訊號，典型的重計時器是一種混合訊號類比/數位元件，它具備協議感知能力，能夠摘錄嵌入式時脈，可完全恢復資料，並使用時脈重新傳輸新的資料副本。中繼器則是利用訊號放大的方式強化訊號，因此中繼器會放大訊號及其內部雜訊。相較之下，重計時器的訊號強化品質較好，但其成本比起中繼器也較高。
原本初期在USB IF進行工作會議討論時，傾向建議廠商使用重計時器來強化訊號，張國濠說，以單顆重計時器與中繼器來比較，重計時器需要設計獨立的Tx與Rx，可能由於成本的負擔較大，近期USB IF的態度比較傾向建議廠商採用中繼器來強化訊號，但必須要電路板與走線設計搭配，希望有效控制訊號的干擾的幅度。
另外，陳川迅強調，使USB4取得成功的另一個部分是能夠透過高品質的、經過認證的纜線來提供實際的效能，包括高速傳輸和高功率充電的能力。事實上，連接器(Connector)的品質也相當重要，製造商需要投入大量資源對USB設備和纜線本身進行認證，而消費者卻很難接受為什麼USB電纜必須如此特殊和昂貴。
高速訊號測試重要性持續提升
由於USB傳輸的訊號無論是影像或資料都朝越來越高速發展，所以對纜線、連接器、電路板的設計都更加要求，以防高速訊號的完整性在任何一個環節遭破壞。云信測試服務部技術顧問沈忠榮(圖3)解釋，以電路板為例，無論是多層板或蛇線，都會影響訊號品質，所以在設計時要讓走線盡量簡潔，再透過訊號分析確保訊號在電路板上的品質。另外，電路板上需要做的還有可靠度分析，是與晶片設計比較不一樣的部分。 另外，由於高速訊號容易受到雜訊影響，訊號量測變得更加重要，沈忠榮指出，高速訊號量測儀器十分昂貴，以數位示波器為例，能夠即時擷取高速訊號的設備，並不是每一家公司都可以負擔，更需要與實驗室或專業測試團隊合作。
圖3 云信測試服務部技術顧問沈忠榮認為以電路板為例，無論是多層板或蛇線，都會影響訊號品質，所以在設計時要讓走線盡量簡潔。
而針對測試項目越來越多，測試時間也更長的問題，陳川迅提到，測試軟體的設計可以協助提升測試自動化程度，TekExpress測試應用程序平台提供了最快的一致性測試解決方案。與DPOJET軟體一起，使測試工程師可以超越合規性進行工作，調試問題的根本原因。