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PCIe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。

（圖片來源：USB)

 

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）。

 

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
  • 達32Gbps的PCIe Gen3 x4資料傳輸
  • 讀取高速硬碟的速度達到3000MB/s
  • 支援兩個4K螢幕或是一個8K螢幕的影像輸出
• 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

   
   
   ＊Device Power Min. Requirement example
   

Thunderbolt 4 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 / Tunneling測試，USB4認證測試內容請參考USB4技術頁面
       
       
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

– 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及正式認證階段，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）：

– 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，需先填寫以下表格，提供產品基本資訊加速測試流程。
– 表格下載：

• Thunderbolt EV 測試 (Host & Device)
• Thunderbolt FV 測試 (Host)
• Thunderbolt FV 測試 (Device)

(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)。

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/TBT4、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）

- Device FV 認證測試項目

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-C2-EPR
• GRL USB-PD-C2

Thunderbolt FV 認證測試使用儀器

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

Thunderbolt™ FAQ