USBテスト

USB
USB（Universal Serial Bus）は1996年に登場しました。このインターフェイスは、現在最も一般的な伝送インターフェイスとなっています。デスクトップパソコン、ノートパソコン、モニター、さまざまな電子機器に搭載されており、市場の需要に応え、伝送速度も徐々に向上し、市場で最も広く使われているインターフェイスとなっています。

USB-IF
USB-IF (USB Implementers Forum) Associationは、Apple、HP Inc、Intel Corporation、Microsoft Corporation、Renesas Electronics、STMicroelectronics、Texas Instrumentsなどが共同で設立した非営利団体で、ユニバーサル・シリアル・バスの仕様を定め、認証プロセスを統一し、このインターフェイスの技術的な普及を図ることを目的としています。 USB-IFの詳細については、USB-IFの公式ホームページを参照ください。

USB最新仕様
Universal Serial Bus 4 Specification – May 19, 2021

USB-PD最新仕様
USB Power Delivery Specification Revision 3.1 – May 2021

認証範囲
USBは以下の製品カテゴリにより認証テストが行われます。

• USB4® Test
• USB & USB PD Certification Test Process
• USB Certification Test Items & Instruments Used
• USB Power Delivery 3.1 Certification Test Items & Instruments Used
• USB Cable/Conn Certification Test Items & Instruments Used
• USB  FAQ
   

技術資料

• アプリケーションノート: USB4® Overview
• アプリケーションノート: USB4 LRD Active Cable Test & Certification
• アプリケーションノート: USB4 Passive Cable Test & Certification
   

関連製品 
【ハードウェア】

• GRL USB Type-C® パワーデリバリ テスター＆アナライザーEPR（USB-PD-C2-EPR)
• USB Type-C® パワーデリバリ パフォーマンスアナライザ (GRL-USB-PD-A1)
• GRL USB パワーデリバリ データループバック ボリュームテスターter (GRL-V-UP)
   

【ソフトウェア】

• USB4® トランス ミッタテスト オートメーション(GRL-USB4-TX)
• USB4® レシーバキャリブレーション／テストオートメーション：
  アンリツMP1900A BERT用(GRL-USB4-RXA)
• パワースィートプロ (GRL-PSP)
• GRL USB Type-C to Type-C ケーブル コンプライアンステスト ソフトウェア：
  アンリツ VNA用 (GRL-USBC-VNAA)
• USB 3.2 レシーバキャリブレーション／テストオートメーション：
  アンリツMP1900A BERT用 (GRL-USB32-RXA)
• パフォーマンス＆プロトコルストレステストスィート（GRL-USB3-PROTO USB 3.0）

USB4® テスト

USB-Implementers Forum (USB-IF) は、2019年9月3日、USB4の仕様を正式に発表しました。既存のUSB3.2とUSB2.0のアーキテクチャを補完し、新世代のUSBを構築することが主な更新内容です。USB4のアーキテクチャは、Thunderbolt™のプロトコル仕様に基づいています。最大転送速度は、USB3.2の20Gbps（10G×2）から40Gbps（20G×2）に向上し、複数のデータや画像を同時に送信することが可能です。

USB4とUSB 3.2の相違点

1. USB4の最高伝送速度は USB3.2 Gen3の2倍の40Gbps
2. USB4 トンネリング アーキテクチャはUSB3 / DisplayPort™ / PCI Express®を
   同じインターフェースに統一し、伝送した後に各プロトコルの帯域割り当てを
   動的に調整することが可能
3. USB4はThunderbolt 3システムとの互換性を持たせることが可能
4. USB4 ホスト↔通信に対応 (ホスト↔ホスト ドッキング トランスミッション)

詳しくはUSB-IF公式サイトをご覧ください。

以上の特徴から、USB4の論理構造はネットワーク構造に非常によく似ていることがわかります。固定フレームと物理層が、データパケットと画像パケットのそれぞれ異なるプロトコルパケットを運ぶために使用されます。 各パケットには正しい伝送を保証するためにアドレスが付けられています。したがって、USB4は従来のUSBホストとUSBデバイスの機能的な制限を徐々に取り払い、USB4はポイント・ツー・ポイントの信号伝送方式を採用しています。この設計により、将来の伝送速度や機能の向上に対して大きな柔軟性を確保しています。

USB4製品カテゴリーとトンネリングサポート

※TBT3との互換性は10.3125Gをサポートする必要がありますが、20.625Gはオプションとなります。

USB4認証試験項目

注意：

1. USB製品で使用するコネクタとチップはUSB-IFによって認証されている必要があります。
2. 製品は、 USB4®コンプライアンステストの前に、USB 2、USB 3.2、USB PD、
   およびUSB Type-C®コンプライアンステストに合格する必要があります。

USB4に関するFAQ

1. USB4認証に合格している製品であれば、Thunderbolt認証に合格する必要はありますか？

USB4に対応し、Thunderboltに対応した製品であれば、USB4の認証取得のみで、Thunderbolt 3の認証取得は必要ありません。ただし、製品にThunderbolt認証済み表示や、「Thunderbolt 3」ロゴの使用を希望する場合は、別途Thunderbolt認証の取得が必要です。

2.Thunderbolt 4認証の前に、USB4認証を取得する必要がありますか？

いいえ、必要ありません。

3. USB4/TBT3/TBT4認証のために別途提出するものはありますか？
USB4のロゴはUSB-IFに、Thunderbolt 3とThunderbolt 4のロゴはインテルに帰属します。
それぞれ別の組織に属しているため、別々に提出してください。

4. Thunderbolt 3認証は、USB4 認証をクリアしていますか？
いいえ。 TBT3はEV（電気）とFV（互換性）のみのテストですが、USB4はさらに多くのテスト項目を含んでいますので、USB4テスト項目を参照してください。

5. GRLはUSB4テスト方法のトレーニングを行えますか？
はい。 GRLにご相談ください。

USB&USB PD認証テストプロセス

※USB製品に使用するすべてのUSBコネクタはUSB-IFの認証を受けたものを使用する必要があります。
※EPRケーブル (240W) の認証テストプロセスは若干異なります。

(1) ベンダーID（VID）の取得

USB認証を取得する場合、お客様またはお客様（ブランド企業）がUSB VID（ベンダーID）を取得し、製品登録のためのWebサイトアカウントパスワードを取得する必要があります。

下記のページからVID取得申請を行ってください。
 https://www.usb.org/getting-vendor-id 
 

(2)テストID（TID）の取得（Web製品登録）

 

(3) テストサンプルと製品情報（VIF）
USBおよびUSB-PD認証テストでは事前に以下のものをご提供ください。

• テストサンプル2セット
• USB Product Information Form
• USB Power Delivery Product Information Form
• USB Cable/Connector Product Information Form
• ベンダーインフォメーションファイル（VIF）:
  製品情報を記録したファイルです。テストの際に標準テスト機器にVIFをインポートすることで機能に応じてテスト項目を自動判別します。VIFは専用のジェネレータツールを使って作成することができますが、更新頻度が高いため常に最新バージョンをご利用の上、作成していただき、試験開始前にご提出ください。
  
  VIF Generatorhaは以下よりダウンロードください。
  https://www.usb.org/usb32tools
   
• エンベデッドホストの場合、テストモードに入るための方法を事前にお知らせください。

USB認証テスト項目、使用機材

USB認証テスト項目（一般製品）

USBテスト機材（一般製品）

USB3.2電気テスト

• Keysight scope DSOV334A 33GHz
• Keysight M8020A
• Anritsu MP1800/MP1900
• Tektronix DPO72004C 20 GHz

USB2.0電気テスト

• Keysight scope MSOS254A 2.5GHz

リンク層テスト&LVSテスト

• LeCroy M310P

バッテリチャージ1.2テスト

• MQP USB-PET

相互運用テスト、フレームワークテスト

• Dell XPS8930

Type-Cファンクションテスト

• LeCroy M310P
• Ellisys EX350

USBケーブル/コネクター認証テスト


USBケーブル／コネクタ認証テストプロセス

 

USBケーブル/コネクタ認証テスト項目

注意

1. A1グループのUSB2.0/USB3.2/USB4®/ケーブル/コネクターのテストが異なります。
2. Full-Featured USB-C ケーブル (USB4 Gen2/Gen3)は、USB PD 3.0 E-Marker IC (USB4)の認証品を使用する必要があります。
3. Full-Featured USB-C ケーブル(USB4 Gen2/Gen3) はB8高周波数テストが必要です。
    

USBケーブル&USBケーブルチップ(E-Marker) パワーデリバリ認証テスト項目

 

USBケーブル/コネクタ・テスト機材

USB4®, USB, USB-C®, USB Type-C® and USB-IF are registered trademarks of USB Implementers Forum

Disclaimer

This information is provided for reference only. This information is not and should not be regarded as an official communication of the USB Implementers Forum (USB-IF). The official communication of USB-IF can be  obtained from its website  usb.org or directly from USB-IF.

USBパワーデリバリ3.1認証テスト項目、使用機材
 

USB Power Delivery Compliance Test Specification Rev 1.2 (PD Merged Test Specification)

USB-IFは2021年6月23日に、3つに分かれていたドキュメントを統合した最新版のテスト仕様-PD Merged テスト仕様を公開しました。PD 3.0テストファイル、PD 2.0 Communication Engine MOI、PD 2.0 Deterministic MOIを統合し、拡張電力（The emergence of Extended Power Range）に対応しました。
PD Merged テスト仕様は、テスト機材の選択において、旧バージョンのCTSと異なっています。詳しくは、下表（新旧テスト仕様）をご覧ください。

USBパワーデリバリ仕様 Revision 3.1

USB Promoter Groupは、2021年5月26日に最新のUSB PD 3.1（USB Power Delivery Specification Revision 3.1）をリリースしました。　また、USB Type-C®の仕様もバージョン2.1に更新されました。　新仕様の最大の特徴は、充電電力を240Wに高め、電圧出力を最大48Vまでサポートすることです。
高電圧出力と高充電力を実現したい場合は、PD3.1のExtended Power Range（拡張電力）仕様に対応することが必要です。

USBパワーデリバリ・テスト項目

※USB製品に使われるすべてのUSBコネクタはUSB-IFの認証を受けていることが必要です。

USBパワーデリバリ電力仕様

USB-IFでは、認証製品に対して明確な電源設計仕様を定めています（下記の表をご覧ください）。USB認証に合格するためには、この電源仕様に沿った設計が必要です。

PD 3.0 とPD 3.1の相違点

PD 3.1では、PD 3.0の内容をSPR（Standard Power Range）としてまとめ、最大電力は従来の100Wとしています。 拡張された電力はEPR（Extended Power Range）として追加されました。下記は PD 3.0と PD 3.1の相違点です。

1. 240Wの充電電力に対応する場合、充電器、ケーブル、端末機器の全てがEPRに対応している必要があります。その中でもケーブルは5A、50Vまで対応していることが必要です。
2. 最大充電電力：240W。
3. 固定電圧の追加: 28V （100W以上)、 36V (140W以上) 、 48V (180W以上）
4. 3セットの可変電圧が追加。

※最大充電電力の増加に伴い、USB PD3.1では、高出力の製品を安全に使用できるよう、より厳密な電源プロトコルを定義しています。 100～240Wの電力範囲で設計された製品の安全要件もより厳しくなる予定です。 輸入販売する場合は、各国の安全規制に注意する必要があります。

USBパワーデリバ・テスト機材

◎ USB-IF認定機器
▲ USB-IF認可アプリケーション

PD Mergedテスト仕様

• GRL C2-EPR
• Ellisys Explorer 350
• MQP-PDT
• LeCroy Voyager M310P

Type-C機能テスト

• Ellisys Explorer 350
• LeCroy Voyager M310P
• GRL C2-EPR

バッテリチャージング（BC）1.2コンプライアンス テスト

• MQP-PET

ソースパワーテスト

• QuadraMAX

相互接続性テスト

• Google Pixel 4 Phone
• Samsung Galaxy S21
• Google Pixelbook Go
• MacBook Air M1
• ASUS 4K Monitor

PD3.0テスト

• GRL C2-EPR
• Ellisys Explorer 350
• MQP-PDT
• LeCroy Voyager M310P