【技術文章】Billboard對USB Type-C®裝置的重要性

Granite River Labs, GRL
蔡禮全 Allen Tsai

 

          USB Type-C( 以下簡稱USB-C)輕薄短小,支援正反插及其廣泛應用,可以支援包括USB4®、USB 3.2、USB 2.0、DisplayPort、Thunderbolt™(以下簡稱TBT),以及高達240瓦特充電等。目前市售的手機、平板及筆記型電腦大部分都配備著USB-C介面,另一方面的USB-C裝置(Device),例如USB-C隨身碟,帶有USB-C介面的螢幕,USB-C的擴充基座(Dock)等,這些USB-C介面最高可以支援USB 3.2資料傳輸,有些則可以支援TBT3,而有些僅支援USB 2.0及充電功能。

          當我們用USB-C線纜連接筆電到螢幕,螢幕點不亮?螢幕居然不會亮,這到底是筆電的問題?還是螢幕壞了?螢幕只有顯示全黑畫面的權利,無法反駁。當一個支援TBT3的高速儲存裝置,接上筆電後,卻降速在傳輸資料,這又是哪裡出了問題呢?

          此篇文章將介紹可以幫裝置發言的Billboard功能、出現時機,並且介紹在TBT相容性測試中,如何進行Billboard的測試。

 

» Billboard功能

          不是所有的USB-C介面都支援TBT或是DisplayPort,因此當使用者將僅支援USB 3.2筆電的USB-C(不支援DisplayPort)連接到DisplayPort螢幕,當然不會亮;或者TBT3的高速儲存裝置連接到僅支援USB 5Gpbs的筆電時,儲存裝置的TBT功能將會受到系統的限制,但對不知情的使用者來說,可能會以為是裝置或筆電的問題。

          "Billboard"中文翻譯為"告示牌",為的就是當以上情況發生時,USB-C裝置必須具備Billboard功能,透過人機介面來替裝置發言,它能夠及時出現"訊息",告知使用者連接不成功的可能原因或建議,如圖1。

          以規格的角度來解釋,當USB-C介面,支援USB以外的功能,如TBT、DisplayPort 等,都是屬於"Alternate Mode"(替代模式),當這些替代模式的溝通失敗時,Billboard 就會出現。此時,沒有進入替代模式的裝置,會被電腦辨識為USB Billboard Device,同時,桌面會跳出Billboard訊息。

圖 1: 筆電USB-C僅支援USB 5Gbps(不支援DisplayPort),連接到DisplayPort螢幕時,DisplayPort功能受限的Billboard

 

» Thunderbolt相容性測試

          在TBT相容性的測試,TBT裝置必須同時通過macOS和Windows系統的測試,其中與Billboard相關的測試項目如下:

  1. Apple macOS:4.1.3 USB Billboard Device Validation
  2. Microsoft Windows:4.1.7 Billboard Message

 

– Billboard在macOS的測試

          在macOS的測試中,使用USB-C充電線(註1)連接裝置與Mac,因爲充電線不支援TBT功能,因此在桌面右上角會出現告示標語,提醒使用者"無法使用Thunderbolt配件,需使用相容的Thunderbolt接線來連接配件"(圖2)。

圖2: macOS相容性測試接法與Billboard內容

註1: Apple筆電隨機附的USB-C充電線,為支援USB 2. 0的USB-C線纜,不支援TBT高速傳輸。若需要高速傳輸線,可至Apple Store另外購買。

 

– Billboard在Windows的測試

          在Windows測試中,使用TBT線纜連接TBT裝置與僅支援USB 5Gbps的筆電,因為筆電不支援TBT,所以會在桌面右下角,跳出一個告示標語,提醒使用者"Thunderbolt裝置的功能會受到限制,請確認您的電腦支援連接的Thunderbolt裝置"(圖3)。

圖3: Windows 的測試接法與 Billboard 的內容

 

» 結論

          Billboard的存在,使得裝置可以透過在電腦端顯示"訊息",讓使用者了解連接不成功的原因與建議,或是告知使用者此裝置可以更高速的傳輸。

          透過GRL執行TBT相容性測試,可以協助客戶確認產品的Billboard是否有發揮作用,確保使用者在使用該產品,當無法順利進入替代模式時,能夠被告知相對應的原因或解決方法。

 

 

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作者
GRL 資深測試工程師 蔡禮全 Allen Tsai

國立清華大學材料所。熟悉 Thunderbolt Host 與 Device 的 FV 測試規範、TCM 的使用流程與相容性測試問題解析,希望能夠協助客戶共同解決問題。

 

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本文件中規格特性及其說明若有修改恕不另行通知。                         發佈日期 2021/11/23 AN-211123-TW