Thunderbolt 官方認證測試

GRL為全世界第一家由Intel和Apple認證的Thunderbolt™實驗室。我們提供完整測試服務,包含系統、Dock、Monitor等產品的Thunderbolt電性驗證測試與功能驗證測試。

GRL在2012年成為全世界第一家由Intel和Apple認證的Thunderbolt™實驗室。

Thunderbolt 4可支援DisplayPort、PCI Express及USB 3.2資料同時傳輸,通過USB-C與PD功能將頻寬支援提升至40Gbps。

Thunderbolt™ 4系統和裝置認證測試及錯誤排除。

測試包含以下:

  • Thunderbolt傳輸訊號、接收訊號與Return Loss電性測試
  • USB 3.2電性測試
  • DisplayPort電性測試
  • PCI Express電性測試
  • Thunderbolt功能相容性測試
    • Thunderbolt Device應同時取得Windows與macOS的認證。

聯絡GRL以取得更多資訊。

Thunderbolt™ 測試

Thunderbolt認證測試為GRL重點服務項目之一,GRL實驗室自2011年與 Intel®及Apple共同合作,並在2012年成為全球第一家獲得Intel及Apple授權的Thunderbolt認證實驗室。合作發展至今,Thunderbolt 2(以下簡稱TBT2)、Thunderbolt 3(以下簡稱TBT3),到目前最新的 Thunderbolt 4(以下簡稱TBT4),累積海量的測試驗證資料與經驗,並兼具專業的測試能量。

 

Thunderbolt 介面總覽

Thunderbolt是一種高速介面,技術由Intel研發,採用USB Type-C®連接器,結合 PCI Express, DisplayPort, 以及USB Power Delivery,整合資料、影音、電源傳輸的功能,其傳輸速度高達40Gbps且用途多元。運用Thunderbolt介面的產品廣泛,從桌機、螢幕、外接顯卡、外接硬碟、網路儲存裝置等都可以看到它的應用。

若想了解更多Thunderbolt™ 技術,請參考Intel Thunderbolt官方網站: https://thunderbolttechnology.net/

 

Intel

Intel是全球前幾大半導體公司,家喻戶曉的發明非處理器莫屬,但Intel 的整合能力更是讓人驚艷,從晶片的設計研發到製造的能力都讓他們在科技業享譽國際。

若想知道更多跟Intel 相關資訊,請參考Intel 官方網站:https://www.intel.com.tw/

 

Thunderbolt 測試規範

USB4 Electrical Compliance Test Specification, Revision 1.02, July 21 2021

 

認證專區

Thunderbolt認證產品類型及範例
Thunderbolt-Product-type-tw

 

技術資源

 

Intel和Thunderbolt™ 是Intel的註冊商標及研發產品。

 

Thunderbolt™ 4 測試

GRL實驗室更為全球第一批獲得Intel®授權,可針對Host和Device產品執行 TBT 4認證測試服務,專業的測試團隊能高效協助各大廠完成Electrical Validation(EV)與Functional (FV)等測試項目。

 

Thunderbolt 4 技術總覽

繼Thunderbolt 3技術後,Intel將Thunderbolt 3 Protocol規格貢獻給USB-IF,推出技術升級的Thunderbolt 4,沿用USB Type-C™介面,並成為USB4的標準,此次整合了Thunderbolt™ 3與USB4技術,使得Thunderbolt市場的普及率更勝以往。

Thunderbolt 4技術架構與USB4協議規範本質上為一家人,皆以Thunderbolt 3架構為基礎,兩者的最高傳輸速率皆可達40Gbps(20G x2),支援Thunderbolt 3及USB4。主要是將多種協議組合到相同通道,包含USB 3.2、DisplayPort及CIe等協議訊號,可透過USB Type-C線纜同時進行影音及資料傳輸。Thunderbolt 4 Functional測試規範也已將USB4 Device加入測試項目中,並更新了相關測試方法。

GRL-USB4

(圖片來源: https://www.usb.org/)

 

Thunderbolt 4 Logo

目前僅有TBT線纜上會標示3或4,分別代表TBT3與TBT4線纜。在TBT電腦(Host)與裝置(Device)的USB Type-C介面或包裝盒上的Logo則依舊以閃電標誌表示(不標示數字)。

圖片1_logo

 

Thunderbolt 4 功能特點

  • 單一介面多功能:
    • 單一USB Type-C介面,可支援PCIe、USB3資料與DisplayPort影像同時傳輸
  • 更強大的傳輸功速度:
    • 支援 40Gbps的頻寬,資料傳輸達32Gbps的PCIe Gen3 x4、讀取高速硬碟的速度達到3000MB/s、影像輸出支援兩個4K螢幕或是一個8K螢幕
  • TBT4擴充底座:
    • 支援最多有4個TBT連接埠的擴充底座
    • 可同時對電腦提供高達100W充電
    • 電腦連接到TBT擴充底座時,可透過觸動鍵盤或滑鼠將電腦從休眠中喚醒
  • Intel VT-d DMA保護功能,可以保護電腦免於實體DMA攻擊

 

比較TBT3、TBT4與USB4

Thunderbolt 4與USB4功能差異

Thunderbolt 4與USB4在功能上是互補兼容的;Thunderbolt 4著重於PC及其週邊設備應用,而除了PC外,USB4功能也重視應用在手機或其他嵌入式USB主機系统(Embedded Host)等。

下圖以PC為例,列出Thunderbolt 4及USB4必須支援的最低要求,而最明顯的差異則是眾多在Thunderbolt 4中列為基本標配的功能,在USB4規範中只是選配

*USB4產品可以選擇是否支援Thunderbolt Compatible (10.3125G & 20.625G)

 

Thunderbolt 4與Thunderbolt 3 認證測試項目差異

TBT4 就是「TBT3 且支援 USB4」,下方以 Host TBT EV 測試為例,為您整理出TBT4、TBT3 與 USB4 認證測試項目的差異:

  1. CIO Electrical(高速訊號, 10G: 10.3124G / 20G: 20.625G):皆依循同一份 USB4 Electrical CTS 測試規範
  2. Power Delivery:皆須符合 USB PD 3.1規範
  3. 其最主要的差異是對電源功率的要求,Vbus&Vconn同時拉載下,須符合Vbus&Vconn電壓要求,如下表:

    *2-Ports Host Power Min. Requirement example

    Table 1 1-Port Host Power Min. Requirement example-01

    *Device Power Min. Requirement example

    Table 2 Device Power Min. Requirement example-01

 

Thunderbolt 4 測試內容

GRL-TBT4-Test-Item

 

最近有越來越多開發者在TBT FV測試中遇到問題,進而想更了解TBT FV的測試項目。為此,我們針對TBT4 Host與Device的FV認證測試項目做了更詳細的介紹,希望可以幫助各位更了解TBT FV的測試類型與目的。詳細介紹請參考<Thunderbolt™ 測試項目 & 使用儀器>

 

Thunderbolt 4相關FAQ

  1. TBT4和USB4的Electrical測試項目及測試規範有差別嗎?
    • 就電氣測試(Electrical Test)來說,是一樣的。目前Thunderbolt 3、Thunderbolt 4及USB4電氣測試都是參照同一份測試規範(USB4 Electrical CTS)進行測試。
      • Thunderbolt 4 測試需包含Data Rate 10.0G, 20.0G, 10.3125G, 及 20.625G
      • USB4 測試需包含Data Rate 10.0G & 20.0G。若產品兼容Thunderbolt 3,則需加測10.3125G及20.625G項目
    • 在VBus/Vconn電力提供部分,Thunderbolt 4與USB4有不同要求。

  2. 除了Electrical測試外,Thunderbolt 3與USB4測試還有哪些差異?
    • Thunderbolt 4 及USB4 唯一相同測項只有Electrical測試。其餘測試項目略有不同如下,請依照產品宣告支援Thunderbolt 4或USB4來做認證測試。
      • Thunderbolt 4 認證測試:Electrical + Functional/IOP 測試
      • USB4 認證測試:Electrical + Functional/IOP + Protocol + Logical Layer + TMU + 支援的Tunneling 測試,USB4認證測試請參考USB4技術專區

  3. 兼容TBT3的USB4產品,是否需同時取得Thunderbolt 4 & USB4的認證?
    • 不用。兼容Thunderbolt 3的USB4產品,僅需依照USB協會規範要求取得USB4認證即可。僅需要加測Thunderbolt 3相關測試項目。
  •  

 

USB4®、USB、USB-C®、USB Type-C®和USB-IF是USB Implementers Forum的註冊商標

Intel、Thunderbolt™ 3 和Thunderbolt™ 4是Intel的註冊商標及研發產品

免責聲明
本資訊僅為便於參照而提供。本資訊不是且不應視為 USB Implementers Forum (USB-IF) 之正式通訊。USB-IF 之正式通訊可於其網站 usb.org 取得,或直接自 USB-IF 取得。

Thunderbolt™ 認證流程

 

Thunderbolt 認證測試流程

Host與Device的Thunderbolt認證流程有些微不同,以下為您分別介紹兩種測試流程。

 

Host產品Thunderbolt認證流程

Thunderblot-HOST-Certification-Test-Process

Host另有FCP(快速認證)流程,欲了解可來電詢問
Host另有補助方案,欲了解可來電詢問

 

Device產品Thunderbolt認證流程

Device認證流程分為預測試階段正式認證階段,請參考以下流程圖(灰色區域為預測試流程,藍色區域為正式認證流程):

Thunderblot-Device-Certification-Test-Process

Device另有FCP(快速認證)流程,欲了解可來電詢問

 

(1) 提供產品資訊表

測試開始前,請先填寫以下表格,提供產品基本訊息加速測試流程。
– 表格下載:

 

(2) 樣品寄送數量

請依照下方數量寄送測試所需的樣品至GRL。

– 認證測試:

  • 請參考上方流程圖

– Pre-certification或FCP:

  • Host:2~3 組樣品
  • Device:4組樣品
  •  

(3) 為什麼要提供最合適Preset值

Intel有提供預設的Preset值,但因為DUT走線設計不同,信號衰減不盡相同,需要經由測試,挑選出一組最合適的Preset值。測試Thunderbolt™ Transmitter前,GRL會幫您找出您測試並選擇最合適DUT的Preset值。需請客戶提供更新後的NVM,後續Thunderbolt™ Transmitter測試需要依此Preset值做測試。

 

Intel和Thunderbolt™ 是Intel的註冊商標及研發產品。

Thunderbolt 測試項目 & 使用儀器

 

 Thunderbolt 認證測試項目

 Thunderbolt測試包含Electrical Validation(EV)與Functional Validation (FV)

  • EV主要驗證訊號完整性
  • FV主要驗證產品相容性

 

Thunderbolt EV 認證測試項目

若您的Thunderbolt產品支援PCIe、SD Card(UHS-I/UHS-II)、SATA 3G/6G TSG及Ethernet,認證前須提交相關Electrical測試報告(Pre-EV Report)。

圖片7-1

 

Thunderbolt™ FV 認證測試項目

為考慮使用者不同的使用環境,功能驗證(FV測試)最重要的就是確保產品的相容性,顧及使用者體驗,因此測試較耗時,除需連接TBT4系統、裝置進行測試外,也需要向下相容至TBT3,並搭配各類型介面(USB 2.0/USB 3.2 Gen1/USB 3.2 Gen2/DP1.2/DP1.4)與Cable排列組合做測試,來驗證其相容性。

- Host FV 認證測試項目

Host FV 測試主要可歸納為下列6種類型:

  1. 基本功能(插拔、開關機、休眠、Host對接測試)
  2. Display 功能(影像、聲音、多重畫面顯示、外接顯卡測試)
  3. 系統測試(PCIe & DP隧道傳輸、系統及裝置韌體更新、多裝置複雜連接、讀寫效能測試)
  4. 連接擴充埠(快速休眠回復、USB Hub下接裝置、系統充電測試)
  5. 裝置 RTD3 測試(TBT3/4、USB3裝置、和螢幕RTD3支援測試)
  6. 相容性測試(TBT/TBT2 裝置相容性測試)

Thunderbolt-FV-test-item

 

Thunderbolt EV認證測試使用儀器

Thunderbolt Return Loss Test:

  • Keysight E5071C

Thunderbolt Tx/Rx Test:

  • Keysight DSOV334A
  • Anritsu MP1800A/MP1900A

USB 2.0 Electrical Test:

  • Keysight MSOS254A 2.5GHz

USB 3.1 Gen1 & Gen2 Electrical Test:

  • Keysight DSOV334A 33GHz
  • Keysight M8020A
  • Anritsu MP1800A/MP1900A
  • Tektronix DPO72004C 20 GHz

DisplayPort Electrical Test:

  • Tektronix BERTScope12500
  • Tek DPO72004C 20GHz
  • Artek CLE-1000-A2-V1 Variable ISI Channel
  • RIGOL DSG815 Signal generator
  • Keysight M8020A
  • Keysight DSOV334A 33GHz
  • Unigraf, DPT-200
  • Anritsu MP1900A

USB Power Delivery Tests:

  • GRL USB-PD-C1
  • GRL USB-PD-C2

Thunderbolt™ FV測試使用儀器:

  •  Thunderbolt™ FV測試使用通過Intel認證之 Thunderbolt™產品。
 

 

Intel和Thunderbolt™ 是Intel的註冊商標及研發產品。

 

Thunderbolt™ FAQ

測試前

1. Thunderbolt™ 認證流程為何?

認證流程、會員申請、及測試需要準備文件請參考Thunderbolt™ 測試流程《點我看全文》

2. Thunderbolt™ 4產品需要使用過認證的connector嗎?

需要。

Thunderbolt™ 4 的產品需要使用通過認證的USB4 Type-C connector。

3. Thunderbolt™ 認證測試前需要提供什麼?
  • 測試樣品(Host: 2~3組樣品;Device 4組樣品)
  •  

《詳細請參考Thunderbolt™ 測試流程

4. Thunderbolt™ 送測樣機的設定及注意事項
送測前請確認您的樣機的功能正常,接上相關介面連接器,其功能正常顯示及傳輸。
詳細請《聯絡GRL》確保您的產品可以順利進行認證。

測試中

1. Thunderbolt™ 測試為什麼要修改Preset值,不能用Intel提供預設的NVM嗎?

Intel有提供預設的Preset值,但DUT因為設計走線不同,信號衰減不盡相同,需要經由測試,挑選出一組最合適的Preset值。測試Thunderbolt™ Transmitter前,GRL會幫您找出您測試並選擇最合適DUT的Preset值。需請客戶提供更新後的NVM,後續Thunderbolt™ Transmitter測試需要依此Preset值做測試。

2. 我的產品有Family Model,請問還需要測試嗎?

請聯絡負責貴公司的Intel PAE,並提供產品方塊圖給Intel參考,Intel會判斷您的產品是否需要重新測試。

測試後

1. 我的產品已經通過Thunderbolt™ 認證,是否可以在Intel網站上查詢到?

此網頁能夠查看通過認證的產品:https://thunderbolttechnology.net/products

2. 通過Thunderbolt™認證之後可以把樣品拿回去嗎?

可以,認證通過之後6個月您可以將樣品取回。