全新標準的USB Type-C連接器有許多亮點，包含外觀輕薄，支援高速資料傳輸、正反可插拔、具有出色的電力管理和快速充電能力。這款集結優點於一身的連接器，帶動各種行動應用裝置跟進採用，像是行動電話和平板電腦，以及桌上型電腦產品和消費電子產品。進行USB Type-C連接器與產品整合設計時，工程師面臨著全新測試挑戰，諸多測試參數和演進標準皆需仰賴專業工具與技術支援，來因應連接器功能的推陳出新。
USB Type-C環境增添更多資料傳輸和電源功能。如圖1所示。連接器的24接腳呈現對稱分布，接頭可180度翻轉並保持接腳連接規則，因此沒有正反之分，從任一方向插拔皆可，相當方便。
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| 圖1 USB Type-C訊號傳輸架構 |
高速資料
USB Type-C連接器其中兩個連接埠(1和2)，分別具有兩個差動高速通道。USB 3.1將這些連接埠部署為成對的發射器/接收器，每次僅有一個連接埠進入運作狀態(圖1中以藍色(RX1和TX1)和綠色(RX2和TX2)標示的連接埠)。在其他應用中，這些連接埠可全部配置為發射器、全部配置為接收器，或是其中一個連接埠採用USB 3.1鏈路，另一個採用交替(ALT)模式鏈路。USB 3.1資料速率可達10Gbit/s，TBT3資料速率則可達20Gbit/s。這款設計輕薄、可翻轉的USB Type-C連接器，若進行雙向通道資料傳輸(例如未來的USB)，速度可達40Gbit/s；若是單向傳輸複合影像訊號(例如未來的DisplayPort)，速度更高達80Gbit/s。
除了成對的高速傳輸發射器和接收器(Tx/Rx)之外，這款連接器還具有USB 2(D+，D-)同步鏈路，可供標準USB 2資料傳輸，或是作為補充鏈路，提供電力傳輸(Power Delivery)訊息。連接器的兩個D+接腳互相連接，兩個D-接腳也互相連接，以保持其正反可插。
交替模式
成對的發射器和接收器(Tx/Rx)除可用於USB協定以外，也可用於DisplayPort、MHL、Thunderbolt資料傳輸等交替模式，或稱「訪客協定」，以實現更高速的資料和影音訊號傳輸。電力傳輸通道協商過程中，裝置可請求使用交替模式，此模式下SBU1和SBU2這兩個Sideband接腳被用來進行控制，運作方式如同標準定義。
電力傳輸
電源接腳包括四個供電VVbus和四個接地(GND)接腳，可提供高達5A及100W的動態電力，讓更多不同類型的USB裝置能進行充電。各種電力傳輸狀態，包含電壓與電流位準、以及供電或耗電角色，皆是經由CC1/CC2接腳的配置通道，根據協定模式來決定。
根據連接器介面定義，CC1和CC2線提供三種功能：方向配置管理、傳輸線供電，與電力傳輸通訊通道。無論傳輸線連接方向為何，CC1和CC2接腳皆能建立主機與裝置的連接。
傳輸線方向與動態配置
雖然USB Type-C連接器正反方向皆可插拔，但仍需透過其單一纜線方向偵測機制，建立主機─裝置的邏輯關係。將傳輸線插入插槽時，纜線會從插槽的配置通道連接至另一端的CC1或CC2，藉此辨識傳輸線的方向。
了解連接器各接腳功能後，工程師可開始探討其他測試需求，及所需的儀器和測試夾具。
USB Type-C測試含義
其他USB Type-C測試需求，來自多種資料協定和資料速率、正反方向插接時的各種功率位準，及正反可插且可翻轉的傳輸線。了解USB Type-C關鍵測試領域，可幫助工程師安排測試優先順序，制定成功的測試計劃。
USB Type-C關鍵測試領域包含：
・能夠透過CC線進行溝通：
1.電源配置：VBUS作為耗電或供電角色、電壓與電流設定
2.交替模式(協定)控制
3.雙重用途連接埠可在「主機」和「裝置」之間動態切換(Power Delivery的一部分)
PD協定除錯測試是工程師所面臨的最大挑戰之一，因為需要獲取CC和VBUS訊號才能作正確的特性評估。USB PD指定了USB裝置可選用的電壓/電流位準，因而工程師需能夠在裝置初始化狀態下，進行PD位準測試。
為支援高達10G資料速率的USB 3.1 TX測試，需利用14.5dB通道測試夾具、整合軟體的連續時間線性等化器(CTLE)和決策回饋等化器(DFE)，建立適當的相符性測試通道。
針對電氣性能測試，USB 3.1規範了設置和分析方法，以確認結果符合其規格要求。擴頻時脈(SSC)調變訊號是USB 3.0/3.1的必要測試規格，其目標是降低電磁干擾(EMI)，並確保裝置能夠發送接收器可處理的準確訊息。另外，USB Type-C也要求針對傳輸線正反面插接執行RX/TX鏈路測試。此時均假設測試效能與電力傳輸設定無關，後續再行驗證。
SBU訊號線可用作USB 3.1以外的介面標準控制。例如在支援DisplayPort的裝置中，利用SBU線在DisplayPort AUX通道建立鏈路，並啟用測試模式。
許多現有標準相繼公布將採用USB Type-C連接器。例如，若產品搭載有Thunderbolt3、DisplayPort和MHL傳輸功能，則需對這些功能執行相符性測試。
為能應對與日俱增的測試項目、複雜度更高的測試配置，並確保USB Type-C裝置符合所需的USB和交替協定標準，工程師需仰賴新的測試功能和工具。唯有裝載合適的USB Type-C測試工具與技術，工程師才能順利完成測試任務，並迅速獲得準確的測試結果。
(本文作者為是德科技無線裝置解決方案資深產品銷售計畫經理)