本文會將USB-IF認證測試分為兩部分介紹：上篇為USB資料傳輸，介紹USB3.2實體層(Physical Layer)相關測項；下篇則為Type-C&Power Delivery，介紹Power Delivery實體層的認證項目。
USB PD測試規範解析
USB Power Delivery於2015年5月的USB-IF Workshop #95開始認證，到今年也已經3年。在認證籌備時期為了縮短測試時間，協會決定採取自動化測試(Automation Test)，故需要一種能描述待測物在USB Type-C與Power Delivery能力的檔案，稱為廠商資訊檔案(Vendor Info File, VIF)。測試時只要將該檔案匯入儀器後即可開始測試。
另外也有兩家測試儀器廠商協助USB-IF開發相關測試項目，故在開始認證時出現一份測試規範(Compliance Test Specification)，卻有兩份執行方法(Method Of Implementation)，分別為MQP的Communication Engine PD Compliance MOI(最新版本為1.09)以及Deterministic PD Compliance MOI(最新版本為1.13)。
這兩份MOIs有各自的實體層測項，分別列出如(表1)：
由於篇幅的關係，這次介紹會著重於Communication Engine PD Compliance MOI的實體層測項。至於Deterministic PD Compliance MOI的實體層測項，未來有機會再做深入淺出的介紹。
在Communication Engine PD Compliance MOI方面，傳送端的測試需要要求待測物發出支援SOP的BIST Carrier Mode 2，此時待測物會交替發出Logical 1與Logical 0，且須維持30ms~60ms。訊號擷取後會依照Logical 1與Logical 0來分別疊眼圖，其眼圖遮罩圖(Eye Mask)(圖1)相關規格如表2，此外也會驗證下面規範值(表3)：
接收端的測試從兩方面來驗證，一是驗證接收端是否能精準識別Bus Idle Condition以及False Bus Idle Condition(RECEIVE裡BUSIDL結尾的測項)，二則驗證接收端是否能正常接收帶有干擾(Interference)訊號的能力(RECEIVE裡INT-REJ結尾的測項)。
在BUSIDL結尾的測項中，Bus Idle Condition的驗證時，測試儀器會先發送內建自我測試資料訊息(BIST Test Data Message)並暫時關閉測試儀器的接收端；接著儀器會立刻持續發送195us的Logical 0(目的是為了讓CC line不處於Bus Idle Condition)，然後再打開儀器的接收端，此時待測物10ms內不能回覆GoodCRC。
至於False Bus Idle Condition的驗證，測試儀器一樣會先發送內建自我測試資料訊息、暫時關閉儀器接收端。接著持續438.6us發送規定的雜訊(Noise)，然後再打開儀器的接收端，此時待測物要無視雜訊而回覆GoodCRC。詳細測試解釋請見圖2說明：
而在INT-REJ結尾的測項中，如前面所說為驗證接收端能正常接收帶有干擾訊號的能力。此時測試儀器共會發出13,362次帶有干擾訊號的內建自我測試資料訊息，而待測物接受到每一次的訊息，都必須回覆GoodCRC；換言之，只要有一次沒有回覆，即無法通過該項測試。
測試中共制定3組干擾訊號，分別為Tx Group 1到Tx Group 3，其組成參數分別如下表4所示：
測試中要用到哪幾組干擾訊號，取決於待測物的PD Power Role，如果待測物Power Role為PD Sink，則驗證Tx Group 1與Tx Group 2；如果待測物為PD Source，則驗證Tx Group 1與Tx Group 3；而如果待測物為E-Maker，則3組干擾訊號都須驗證。
在最新版本的Communication Engine PD Compliance MOI中，針對干擾訊號也制定了3種產生方式，分別為任意波形產生器(Arbitrary Waveform Generator, AWG)(圖3)，帶通型濾波器(Band Pass Filter, BPF)(圖4)與複頻弦波噪音(Two-tone Sinusoidal Noise)。
這3種產生方式從2019年8月舉行的USB-IF Workshop #110開始導入。認證測試規定，只要能通過其中一種方式所產生的干擾訊號，便算通過該項測試。
MISCELLANEOUS測項解析
介紹完了TRAMSMIT與RECEIVE，接下來要介紹最後一部份MISCELLANEOUS相關測項。MISCELLANEOUS的測項也分兩部分，分別為TERM結尾的測項以及MSG結尾的測項。
TERM結尾的測項主要在驗證待測物的阻抗(Impedance)，由於阻抗無法實際量測，所以會以量測CC line上有Rp/Rd電阻的電壓值來反推阻抗值是否符合規範。
該測項分別會驗證幾個環境下CC line的電壓值，列出如下(表5)：而MSG結尾的測項則主要驗證待測物在特定情境下能否做正確的回應。
上述測試情境的回應正確與否端看各待測物的設計，判斷的標準則看廠商資訊檔案裡面的參數設定，故如果待測物的設計和廠商資訊檔案的參數不一致，測試儀器則會發生錯誤判斷，不可不慎。最後要提醒各位，當待測物為E-Maker時，每項測試對Vconn都有特定的要求。
USB-C規格複雜 產品設計挑戰高
現今市面上超過5Gbps的高速訊號越來越多，但相對要求的產品尺寸卻越來越小，因此在設計上，如何將這麼多高速訊號的走線放在一塊小小的PCB板上、又不相互干擾，著實考驗著大家的創意與智慧。
目前有消息指出USB-IF與VESA將會在2019年推出USB4.0和DisplayPort2.0，單通道速度都上看20Gbps，相信屆時在產品設計上又會是一個新的挑戰。百佳泰在USB，DisplayPort，HDMI與ThunderBolt3等高速訊號均被授權為認證實驗室，也跟各協會合作開發下一世代的標準與規範；多年下來累積的技術知識，以及業界經驗的RD團隊，能在客戶產品遇到問題時提供整改的建議與方向。
希冀能透過本文的介紹，讓讀者能了解USB 3.2、Power Delivery測試的驗證重點。在高速傳輸介面技術日趨複雜的今日，如何在新規格推出初期，就能透過精準的量測服務，來減少開發時間與成本，將會是各開發商不可不重視的重要課題。
