TWI851113B - Usb-c連接埠的測試系統 - Google Patents

Abstract

一種USB-C連接埠的測試系統，用於對具備USB-C連接埠之待測裝置進行測試，包含：透過作為USB-C配置通道(Configuration Channel,CC)的第一路徑或第二路徑與待測裝置進行通訊的測試主機。測試主機包括：控制模組、第一切換模組、第二切換模組、第一纜線阻抗模組及第二纜線阻抗模組。控制模組具有控制區、第一電子標籤區及第二電子標籤區。第一電子標籤區被控制為選擇性耦接第一路徑。第二電子標籤區被控制為選擇性耦接第二路徑。第一纜線阻抗模組與第二纜線阻抗模組亦被控制為選擇性地耦接至第一路徑或第二路徑。藉此，測試系統能在無需重新插拔纜線的情況下，執行正反插各自對應的功能測試。

Description

USB-C連接埠的測試系統

本揭露係關於一種測試系統，特別是關於一種用於對具備USB-C連接埠之待測裝置進行測試的USB-C連接埠測試系統。

隨著高速傳輸與電源供應需求的發展，目前USB-C介面是各種電子裝置上常見的連接介面。舉例來說，智慧型電視、顯示器、智慧型手機等，以及裝置之間的對接(Docking)需求，均廣泛地使用了USB-C介面。

特別地，USB-C的連接埠在智慧型電視及顯示器上有越來越普及的現象。具體來說，USB-C的連接埠可包含了電源供應、影音訊號與資料串流訊號的傳輸，這使得裝置上的USB-C連接埠需要具備一定的電性傳輸能力。

這些電子裝置在生產過程中需要對其USB-C連接埠進行測試，而在受測的電子裝置中，可能包含運作為供電端(Source)模式或運作為需電端(Sink)模式，此外，USB-C連接埠同時也支援正反面連接傳輸的功能，這使得測試的項目具有各種變化性，往往需要人工的方式(例如產線 上的測試員需不斷的更換設備與插拔USB-C纜線)才能完成各種測試，但這也導致產線上的測試成本被提高。

在本揭露的一些實施例中，提供了整合型的測試系統以降低測試成本。

在本揭露的一些實施例中，提供檢測便利性及縮短USB-C產品之測試驗證速度，進而提高產線產能、品質與避免人工檢測的失誤率。

根據一些實施例，用於對具備USB-C連接埠之待測裝置進行測試的測試系統包含：測試主機。測試主機可用於與待測裝置之USB-C連接埠耦接，以及可用於透過作為USB-C之配置通道(CC)的第一路徑或第二路徑與待測裝置進行通訊。測試主機包括：控制模組、第一切換模組、第二切換模組、第一纜線阻抗模組及第二纜線阻抗模組。控制模組具有控制區、第一電子標籤區及第二電子標籤區。第一電子標籤區被控制為選擇性耦接第一路徑，以及第二電子標籤區被控制為選擇性耦接第二路徑。第一切換模組用於受控於控制模組以選擇性提供用以識別配置通道的阻抗至第一路徑。第二切換模組用於受控於控制模組以選擇性提供用以識別配置通道的阻抗至第二路徑。第一纜線阻抗模組與第二纜線阻抗模組亦被控制為選擇性地耦接至第一路徑或第二路徑。

根據一些實施例，測試系統運作在供電端模式或需電模式時，在電源配置設定階段內，第一電子標籤區及第二電子標籤區可被控制為僅 其中一者耦接至待測裝置的USB-C連接埠，或被控制為二者均不耦接至待測裝置的USB-C連接埠。

根據一些實施例，測試系統包含用於提供第一路徑及第二路徑的纜線，第一路徑及第二路徑各具有用於連接至測試主機的第一端及用於連接至待測裝置之USB-C連接埠的第二端，第一路徑及第二路徑在對應的該第一端與該第二端之間係均為短路。

根據一些實施例，測試主機更包括Vconn模組，Vconn模組受控於控制模組，其中，當第一電子標籤區及第二電子標籤區的其中之一耦接至USB-C連接埠時，Vconn模組被控制為耦接至第一路徑或第二路徑。其中，當第一電子標籤區及第二電子標籤區二者皆沒有耦接至USB-C連接埠時，Vconn模組被控制為提供連接電壓(Vconn電壓)至第一路徑或第二路徑。

根據一些實施例，該測試主機更包括可用於執行各種測試項目的下述模組：影音資料及數據資料測試模組、電壓及電流測試模組、及電源及負載測試模組。

據此，測試系統能在無需重新插拔纜線的情況下，執行正反插各自對應的功能測試，進一步地，還可基於各種測試模組而使測試系統能自動化地精準量測電壓、電流、數據的傳輸速率測試、執行正反插的自動切換並紀錄於測試系統中，達到一系列的自動化測試，降低測試成本，提高產能，也在測試正確性的提高下提升了產品品質。

100:纜線

100’:纜線

101:電子標籤晶片

110:第一端

120:第二端

200:測試主機

201:控制模組

202:控制區

203:第一電子標籤區

2031:第一電子標籤模擬模組

2032:第二開關

204:第二電子標籤區

2041:第二電子標籤模擬模組

2042:第五開關

211:第一切換模組

2111:第一開關

2112:第一阻抗單元

212:第一纜線阻抗模組

2121:第三開關

2122:第三下拉電阻

221:第二切換模組

2211:第四開關

2212:第二阻抗單元

222:第二纜線阻抗模組

2221:第六開關

2222:第四下拉電阻

230:Vconn模組

251:影音資料及數據資料測試模組

252:電壓及電流測試模組

253:電源及負載測試模組

300:待測裝置

A5:引腳

B5:引腳

CC1:第一路徑

CC2:第二路徑

Di:二極體

Ra:下拉電阻

Rd1:下拉電阻

Rd2:下拉電阻

Rp1:上拉電阻

Rp2:上拉電阻

RdT1:第一下拉電阻

RdT2:第二下拉電阻

RpT1:第一上拉電阻

RpT2:第二上拉電阻

[圖1]為根據一些實施例之測試系統與待測裝置的連接示意圖。

[圖2]為根據另一些實施例之測試系統與待測裝置的連接示意圖。

[圖3]為圖2實施例之供電端模式下測試系統在正插測試時的連接示意圖。

[圖4]為圖2實施例之供電端模式下測試系統在反插測試時的連接示意圖。

[圖5]為根據另一些實施例之測試系統的示意圖。

[圖6]為圖5實施例之需電端模式下測試系統在正插測試時的連接示意圖。

[圖7]為圖5實施例之需電端模式下測試系統在反插測試時的連接示意圖。

[圖8]為圖5實施例之供電端模式下測試系統在正插測試時的連接示意圖。

[圖9]為圖5實施例之供電端模式下測試系統在反插測試時的連接示意圖。

[圖10]為圖5實施例之測試系統在供電端模式下且採用一般纜線與待測裝置連接的連接示意圖。

[圖11]為圖5實施例之測試系統在需電端模式下且採用一般纜線與待測裝置連接的連接示意圖。

[圖12]為根據再一些實施例之測試系統與待測裝置的連接示意圖。

為充分瞭解本文揭露內容之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本文揭露內容做一詳細說明，說明如後： 在本文中，所描述之用語「一」或「一個」來描述要件或特徵。此舉只是為了方便說明，並且對本文之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個或至少一個，且單數也同時包括複數。

在本文中，所描述之用語「包含、包括、具有」或其他任何類似用語意係非僅限於本文所列出的此等要件或特徵而已，而是可包括未明確列出但卻是所述要件或特徵通常固有的其他部分。

於本文中，所描述之「第一」或「第二」等類似序數之用語，係用以區分或指關聯於相同或類似的要件或特徵，且不必然隱含此等要件或特徵在空間上的順序。應了解的是，在某些情況或配置下，序數用語係可交換使用而不影響本文揭露的或相關聯的實施例。

在本文中，所描述之「耦接」用語可指二或多個要件或特徵相互直接地作實體接觸，或是相互間接地作實體接觸，亦可指二或多個要件或特徵相互操作或動作，亦可指電性上(電或電信號)之間的直接或者間接的連接。

使用在C形式之通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)連接埠上的纜線兩端插頭，係具有相同的引腳設計而適用於正反使用。USB-C連接埠上具有供纜線對接的各個引腳，如：A1~A12、B1~B12，引腳的配置屬於USB-C的規範，於此不再贅述。

其中，為了令實施例中之測試系統能在不人工地插拔纜線情況下仍可執行正反插的自動切換，係使纜線兩端插頭上的各相應引腳直接連通。特別之處在於纜線上，除了一端插頭上的引腳A5~A8對接至另一端插頭上的引腳A5~A8之外，一端插頭上的引腳B5~B8同時也對接至另一端插頭上的引腳B5~B8。此外，在一些實施例中，纜線內係不配置下拉電阻Ra也不配置電子標籤晶片(E-Marker IC)，下拉電阻Ra與電子標籤晶片係配置在測試系統內而由測試系統統籌運作。

請參照圖1，為根據一些實施例之測試系統與待測裝置的連接示意圖。纜線100電性連接在測試主機200的USB-C連接埠與待測裝置300的USB-C連接埠之間。纜線100包括第一端110及第二端120。第一端110用於測試主機200的USB-C連接埠。第二端120用於連接待測裝置300的USB-C連接埠。

纜線100的第一端110與第二端120之間係定義有供配置通道(Configuration Channel,CC)用的第一路徑CC1及第二路徑CC2。其中，第一路徑CC1例如是纜線100中的引腳A5之間的連線路徑，第二路徑CC2例如是纜線100中的引腳B5之間的連線路徑。在待測裝置300運作在需電端(Sink)模式下時，待測裝置300的下拉電阻Rd1耦接至第一路徑CC1，待測裝置300的下拉電阻Rd2耦接至第二路徑CC2。

第一路徑CC1與第二路徑CC2的作用是讓測試主機200和待測裝置300判斷纜線100的正反插狀態以及提供測試主機200和待測裝置300之間相互通訊用的通道。在透過纜線100剛連接的初始時段中，USB-C介面的VBUS上還不會被供應電源，需要在纜線100連線期間對測試主機200和待測裝置300之電源角色的定義進行判斷。在第一路徑CC1及第二路徑CC2上所各自配置的電 阻，可用來定義電源角色為供電端(Source)或需電端(Sink)。在與待測裝置300間溝通的通道上(第一路徑CC1或第二路徑CC2)，若測試主機200配置上拉電阻，表示測試主機200定義為電源供應者及供電端(Source)，當待測裝置300係支援需電端(Sink)，待測裝置300需配置下拉電阻以使配置通道(Configuration Channel,CC)行為正確；反之，若測試主機200配置下拉電阻，表示測試主機200定義為電源需求者及需電端(Sink)，當待測裝置300係支援供電端(Source)，待測裝置300需配置上拉電阻以使配置通道(Configuration Channel,CC)行為正確。換言之，基於測試主機200能控制第一路徑CC1與第二路徑CC2耦接了測試主機200內的哪些元件，因此測試主機200能輕易地決定所運作的模式。

測試主機200用於連接纜線100的第一端110。測試主機200包括：控制模組201、第一切換模組211、第二切換模組221、第一纜線阻抗模組212及第二纜線阻抗模組222。控制模組201具有控制區202、第一電子標籤區203及第二電子標籤區204。控制模組201分別耦接第一切換模組211、第二切換模組221、第一纜線阻抗模組212及第二纜線阻抗模組222，以對應地控制各該模組。第一電子標籤區203被控制為選擇性耦接第一路徑CC1，第二電子標籤區204被控制為選擇性耦接第二路徑CC2。

第一切換模組211具有第一開關2111及第一阻抗單元2112。第一切換模組211並耦接纜線100的第一路徑CC1。第一切換模組211受控於控制模組201以選擇性地使第一開關2111耦接或不耦接至第一路徑CC1。

第二切換模組221具有第四開關2211及第二阻抗單元2212。第二切換模組221並耦接纜線100的第二路徑CC2。第二切換模組221受控於控制模組201以選擇性地使第四開關2211耦接或不耦接至第二路徑CC2。

當纜線100接上測試主機200與待測裝置300時，用於通道配置的第一路徑CC1與第二路徑CC2可令兩個連接在一起的設備進行電源角色的配置(配置為供電端或需電端)。此時的測試主機200即能基於第一切換模組211及第二切換模組221的配置，讓測試主機200有能力去控制由第一切換模組211(模擬纜線正插)讓待測裝置300進行電纜連接方向和電流供應能力的確認，以測試待測裝置300之USB-C連接埠對應的端子(例如對應至引腳A1~A12中的一些端子)；或是控制由第二切換模組221(模擬纜線反插)讓待測裝置300進行電纜連接方向和電流供應能力的確認，以測試待測裝置300之USB-C連接埠對應的端子(例如對應至引腳B1~B12中的一些端子)。

接著請參照圖2，為根據另一些實施例之測試系統與待測裝置的連接示意圖。第一電子標籤區203具有第二開關2032及第一電子標籤模擬模組2031，第一電子標籤模擬模組2031耦接第二開關2032。第一纜線阻抗模組212具有第三開關2121及第三下拉電阻2122(Ra)，第三開關2121被控制來使第三下拉電阻2122選擇性地耦接至第一路徑CC1。類似地，第二電子標籤區204具有第五開關2042及第二電子標籤模擬模組2041，第二電子標籤模擬模組2041耦接第五開關2042。第二纜線阻抗模組222具有第六開關2221及第四下拉電阻2222(Ra)，第六開關2221被控制來使第四下拉電阻2222選擇性地耦接至第二路徑CC2。第一電子標籤模擬模組2031可基於控制模組201的控制，模擬電子標籤晶片(E-Mark IC)功能；類似地，第二電子標籤模擬模組2041可基於控制模組201的控制，模擬電子標籤晶片(E-Mark IC)功能。

第一纜線阻抗模組212中的第三下拉電阻2122可基於控制模組201(或可稱控制模組201中的控制區202)對第三開關2121的控制，而形成耦接或 不耦接第一路徑CC1。第二纜線阻抗模組222中的第四下拉電阻2222可基於控制模組201(或可稱控制模組201中的控制區202)對第六開關2221的控制，而形成耦接或不耦接第二路徑CC2。因此，在使用了沒有下拉電阻Ra也沒有電子標籤晶片的纜線100下，第一電子標籤區203與第二電子標籤區204可讓測試主機200模擬出電子標籤晶片的功能，進而讓待測裝置300自測試主機200端取得所需的資訊(例如纜線規格)。

控制模組201內的各項控制功能可由單一控制器或多個控制器的組合來提供。舉例來說，控制區202、第一電子標籤區203及第二電子標籤區204此三區可以被整合在單一控制器內。在其他的一些實施例中，電子標籤區內的電子標籤模擬模組可被實體的電子標籤晶片(E-Marker IC)來取代，例如：取自一般纜線內的電子標籤晶片，並與控制模組201耦接以供被控制來選擇性地耦接至第一路徑CC1或第二路徑CC2。

在一些實施例中，第一電子標籤區203及第二電子標籤區204可被控制為僅其中一者，可透過對應的路徑耦接至待測裝置300的USB-C連接埠。這是因為在特製的纜線中，電子標籤晶片已被去除，所以進一步配置纜線100的各自路徑(第一路徑CC1及第二路徑CC2)在兩端(第一端110及第二端120)之間是相導通的(亦即，第一路徑CC1及第二路徑CC2在對應的第一端110與第二端120之間係均為短路)，以便於自動化的正反插測試的執行。

請同時參照圖1及圖2，測試主機200可被配置為模擬供電端(Source)模式的DFP(Host)，還可被配置為模擬需電端(Sink)模式的UFP(Device)，而讓測試主機200的連接埠運作成雙重角色埠(Dual Role Port,DRP)，可視測試需求而在DFP與UFP間動態切換。

第一阻抗單元2112具有第一上拉電阻RpT1及第一下拉電阻RdT1。第一阻抗單元2112受控於控制模組201，以令第一阻抗單元2112選擇性地對第一路徑CC1提供第一上拉電阻RpT1或第一下拉電阻RdT1。類似地，第二阻抗單元2212具有第二上拉電阻RpT2及第二下拉電阻RdT2。第二阻抗單元2212受控於控制模組201，以令第二阻抗單元2212選擇性地對第二路徑CC2提供第二上拉電阻RpT2或第二下拉電阻RdT2。

接著請參照圖3，為圖2實施例之供電端模式下測試系統在正插測試時的連接示意圖。圖3係示例出測試主機200運作在供電端(Source)模式而作為DFP(Host)的情況下，控制模組201執行正反插功能測試中的正插測試時，測試主機200內的路徑連接示意。

如圖3，第一切換模組211被控制而使第一阻抗單元2112的第一上拉電阻RpT1耦接至第一路徑CC1(亦即，使第一上拉電阻RpT1被選擇且第一開關2111關閉以耦接第一路徑CC1)，以及，第一電子標籤區203的第二開關2032被控制為關閉(短路)而使第一電子標籤模擬模組2031耦接至第一路徑CC1。第三開關2121被控制為打開(斷路)而使第三下拉電阻2122不耦接至第一路徑CC1。此外，第二切換模組221被控制而使第四開關2211打開(斷路)，第二阻抗單元2212因此未耦接至第二路徑CC2，以及，第二電子標籤區204的第五開關2042被控制為打開(斷路)，而使第二電子標籤模擬模組2041未耦接至第二路徑CC2。第六開關2221被控制為關閉(短路)而使第四下拉電阻2222與第二路徑CC2耦接，DFP端(由測試主機200模擬)偵測到下拉電阻Ra(第四下拉電阻2222)後可以模擬Vconn電壓提供給第二路徑CC2的行為。在第一電子標籤模擬模組2031(或電子標籤晶片)位於控制模組201的一些實施例中，Vconn電壓提供至 第二路徑CC2以供應電源給第一電子標籤模擬模組2031(或電子標籤晶片)的行為，相當於由控制模組201使電源提供至第一電子標籤模擬模組2031(或電子標籤晶片)。由於此動作可由控制模組201進行控制，故當DFP端(由測試主機200模擬)偵測到下拉電阻Ra(第四下拉電阻2222)時，即可藉由控制模組201執行前述供電的動作來模擬Vconn電壓提供給第二路徑CC2的行為，進而讓測試主機200的動作符合規範流程。

此外，如圖3，因第一切換模組211的第一上拉電阻RpT1耦接至第一路徑CC1，所以作為需電端(Sink)的待測裝置300會透過第一路徑CC1與測試主機200溝通，以得知可提供的電源傳輸規格，再告知測試主機200作為需電端(Sink)的待測裝置300需要的電源的規格。據此，第一電子標籤模擬模組2031可藉由第二開關2032的控制而耦接至第一路徑CC1，進而可提供給測試主機200和待測裝置300所需的資訊(例如纜線規格，包含電流承載能力、資料傳輸速度等的規格)。

接著請參照圖4，為圖2實施例之供電端模式下測試系統在反插測試時的連接示意圖。類似於圖3的示例，但在圖4中是改為反插測試，僅需通過控制模組201的控制即可令測試主機200轉換為執行反插測試。

在反插測試的電源配置設定階段內，控制模組201控制第一開關2111及第二開關2032為打開(斷路)，以使第一切換模組211及第一電子標籤模擬模組2031未耦接至第一路徑CC1。控制模組201控制第三開關2121為關閉(短路)，使第三下拉電阻2122耦接至第一路徑CC1。此外，第二切換模組221被控制而使第二阻抗單元2212的第二上拉電阻RpT2耦接至第二路徑CC2(亦即，使第四開關2211關閉以耦接第二路徑CC2)。控制模組201控制第五開關2042為關 閉(短路)，以及，第六開關2221被控制為打開(斷路)而使第二電子標籤模擬模組2041與第二路徑CC2耦接，且第四下拉電阻2222不耦接至第二路徑CC2。且基於此，第二電子標籤模擬模組2041可提供給測試主機200和待測裝置300所需的資訊(例如纜線規格，包含電流承載能力、資料傳輸速度等的規格)，DFP端(由測試主機200模擬)偵測到下拉電阻Ra(第三下拉電阻2122)後可以模擬Vconn電壓提供給第一路徑CC1的行為。在第二電子標籤模擬模組2041(或電子標籤晶片)位於控制模組201的一些實施例中，Vconn電壓提供至第一路徑CC1以供應電源給第二電子標籤模擬模組2041(或電子標籤晶片)的行為，相當於由控制模組201使電源提供至第二電子標籤模擬模組2041(或電子標籤晶片)。由於此動作可由控制模組201進行控制，故當DFP端(由測試主機200模擬)偵測到下拉電阻Ra(第三下拉電阻2122)時，即可藉由控制模組201執行前述供電的動作來模擬Vconn電壓提供給第一路徑CC1的行為，進而讓測試主機200的動作符合規範流程。此外，相較於圖3的正插測試的示例，圖4係示例為反插測試，作為需電端(Sink)的待測裝置300改由透過第二路徑CC2與測試主機200溝通，以得知可提供的電源傳輸規格，待測裝置300再告知測試主機200需電端(Sink)需要的電源的規格。

接著請參照圖5，為根據另一些實施例之測試系統的示意圖。如圖5所示，測試主機更包括Vconn模組230。Vconn模組230受控於控制模組201。其中，當第一電子標籤區203及第二電子標籤區204，此二者的其中之一被控制為耦接至USB-C連接埠時，Vconn模組230被控制為耦接至第一路徑CC1或第二路徑CC2。當第一電子標籤區203及第二電子標籤區204，此二者被 控制為皆沒有耦接至USB-C連接埠時，Vconn模組230被控制為提供連接電壓(Vconn電壓)至第一路徑CC1或第二路徑CC2。

接著請參照圖6，為圖5實施例之需電端模式下測試系統在正插測試時的連接示意圖。圖6係示例出測試主機200運作在需電端(Sink)模式而作為UFP(Device)，且待測裝置300運作在供電端(Source)模式而作為DFP(Host)的情況下，控制模組201執行正反插功能測試中的正插測試時，測試主機200內的路徑連接示意。待測裝置300具有耦接第一路徑CC1的上拉電阻Rp1以及具有耦接第二路徑CC2的上拉電阻Rp2。

如圖6，第一切換模組211被控制而使第一阻抗單元2112的第一下拉電阻RdT1耦接至第一路徑CC1(亦即，使第一下拉電阻RdT1被選擇且第一開關2111關閉以耦接第一路徑CC1)，以及，第一電子標籤區203的第二開關2032被控制為關閉(短路)而使第一電子標籤模擬模組2031耦接至第一路徑CC1，第三開關2121被控制為打開(斷路)而使第三下拉電阻2122不耦接至第一路徑CC1。此外，第二切換模組221被控制而使第四開關2211被控制為打開(斷路)而使第二阻抗單元2212未耦接至第二路徑CC2，第二電子標籤區204的第五開關2042被控制打開(斷路)而使第二電子標籤模擬模組2041未耦接至第二路徑CC2，以及，第六開關2221被控制為關閉(短路)而使第四下拉電阻2222與第二路徑CC2耦接。DFP端(待測裝置300)偵測到下拉電阻Ra(第四下拉電阻2222)後可以提供Vconn電壓至第二路徑CC2，以模擬Vconn電壓提供給第一電子標籤模擬模組2031的供電行為。在本實施例(測試主機200運作UFP且執行由第一路徑CC1進行通道配置的正插測試)中，第一電子標籤區203由於是被配置在控制模組201中，所以可由測試主機200提供電源，DFP端(待測裝置300)提供的 Vconn電壓則不被提供至第一電子標籤區203，而是被提供至Vconn模組230(所以稱模擬的供電行為)。Vconn模組230此時可被控制為耦接至第二路徑CC2，以接收來自DFP端(待測裝置300)所提供的Vconn電壓。其中，Vconn模組230可基於內部配置的電壓量測元件、電流量測元件等元件來取得待測裝置300(對於Vconn電壓)的供電狀況。

此外，因第一切換模組211的第一下拉電阻RdT1耦接至第一路徑CC1，所以作為需電端(Sink)的測試主機200會透過第一路徑CC1與作為供電端(Source)的待測裝置300溝通，以得知待測裝置300可提供的電源傳輸規格，再告知待測裝置300作為需電端(Sink)的測試主機200需要的電源的規格(藉此另可對待測裝置300的供電能力提供測試)。據此，第一電子標籤模擬模組2031可藉由第二開關2032的控制而耦接至第一路徑CC1，進而可提供給測試主機200和待測裝置300所需的資訊(例如纜線規格，包含電流承載能力、資料傳輸速度等的規格)。

接著請參照圖7，為圖5實施例之需電端模式下測試系統在反插測試時的連接示意圖。類似於圖6的示例，但在圖7中是改為反插測試，僅需通過控制模組201的控制即可令測試主機200轉換為執行反插測試。

如圖7，在反插測試的電源配置設定階段內，第二切換模組221被控制而使第二阻抗單元2212的第二下拉電阻RdT2耦接至第二路徑CC2(亦即，使第二下拉電阻RdT2被選擇且第四開關2211關閉以耦接第二路徑CC2)，以及，第二電子標籤區204的第五開關2042被控制為關閉(短路)而使第二電子標籤模擬模組2041耦接至第二路徑CC2，第六開關2221被控制為打開(斷路)而使第四下拉電阻2222不耦接至第二路徑CC2。此外，第一開關2111被控制為打開 (斷路)，以使第一切換模組211未耦接至第一路徑CC1，第一電子標籤區203的第二開關2032被控制為打開(斷路)而使第一電子標籤區203未耦接至第一路徑CC1，以及，第三開關2121被控制為關閉(短路)而使第三下拉電阻2122與第一路徑CC1耦接，DFP端(待測裝置300)偵測到下拉電阻Ra(第三下拉電阻2122)後可以提供Vconn電壓至第一路徑CC1，以模擬Vconn電壓提供給第二電子標籤模擬模組2041的供電行為。在本實施例(測試主機200運作UFP且執行由第二路徑CC2進行通道配置的反插測試)中，第二電子標籤區204由於是被配置在控制模組201中，所以可由測試主機200提供電源，DFP端(待測裝置300)提供的Vconn電壓則不被提供至第二電子標籤區204，而是被提供至Vconn模組230(所以稱模擬的供電行為)。Vconn模組230此時可被控制為耦接至第一路徑CC1，以接收來自DFP端(待測裝置300)所提供的Vconn電壓。如前所述，Vconn模組230可基於內部配置的電壓量測元件、電流量測元件等元件來取得待測裝置300(對於Vconn電壓)的供電狀況。

此外，因第二切換模組221的第二下拉電阻RdT2耦接至第二路徑CC2，所以作為需電端(Sink)的測試主機200會透過第一路徑CC1與作為供電端(Source)的待測裝置300溝通，以得知待測裝置300可提供的電源傳輸規格，再告知待測裝置300作為需電端(Sink)的測試主機200需要的電源的規格(藉此另可對待測裝置300的供電能力提供測試)。據此，第二電子標籤模擬模組2041可藉由第五開關2042的控制而耦接第二路徑CC2，進而可提供給測試主機200和待測裝置300所需的資訊(例如纜線規格，包含電流承載能力、資料傳輸速度等的規格)。

在一些實施例中，上拉電阻之Rp相關電阻可被配置為大於下拉電阻之Rd相關電阻的阻值，以及，下拉電阻之Rd相關電阻可被配置為大於下拉電阻Ra(第三下拉電阻及第四下拉電阻)的阻值。然，此僅為一種示例，而非為一種限制，任何其他可供測試主機200運作的電阻配置方式均可適用。

接著請參照圖8，為圖5實施例之供電端模式下測試系統在正插測試時的連接示意圖。類似於圖3，相同的描述在此不再贅述。第一上拉電阻RpT1耦接至第一路徑CC1，同時，第一電子標籤模擬模組2031耦接至第一路徑CC1(配置通道設定在CC1)。耦接至第二路徑CC2的則是第四下拉電阻2222。圖8與圖3的不同之處在於圖8配置有Vconn模組230，且此時的Vconn模組230被控制為耦接至第二路徑CC2且無須提供連接電壓(Vconn電壓)。這是由於控制模組201可使電源提供至第一電子標籤模擬模組2031，無須由Vconn模組230提供，所以Vconn模組230藉由被控制為耦接至第二路徑CC2的此行為來讓測試主機200的動作符合規範流程。此流程規範係指供電端應有耦接至第二路徑CC2的動作。通常符合流程規範後，其後續行為是以此路徑提供連接電壓(Vconn電壓)給電子標籤晶片(或與其相對應的模組、單元)，在此實施例則以控制模組201使電源提供至第一電子標籤模擬模組2031來取代。

接著請參照圖9，為圖5實施例之供電端模式下測試系統在反插測試時的連接示意圖。類似於圖4，相同的描述在此不再贅述。第二上拉電阻RpT2耦接至第二路徑CC2，同時，第二電子標籤模擬模組2041耦接至第二路徑CC2(配置通道設定在CC2)。耦接至第一路徑CC1的則是第三下拉電阻2122。圖9與圖4的不同之處在於圖9配置有Vconn模組230，且此時的Vconn 模組230被控制為耦接至第一路徑CC1且無須提供連接電壓(Vconn電壓)。這是由於控制模組201可使電源提供至第二電子標籤模擬模組2041，無須由Vconn模組230提供，所以Vconn模組230藉由被控制為耦接至第一路徑CC1的此行為來讓測試主機200的動作符合規範流程。此流程規範係指供電端應有耦接至第一路徑CC1的動作。通常符合流程規範後，其後續行為是以此路徑提供連接電壓(Vconn電壓)給電子標籤晶片(或與其相對應的模組、單元)，在此實施例則以控制模組201使電源提供至第二電子標籤模擬模組2041來取代。

在揭露的實施例中，纜線100屬於特製，線材上的CC2(B5)的下拉電阻Ra及電子標籤晶片(E-Marker)被移除，並在纜線100內部增加一條線以將纜線100兩端的CC2(B5)引腳相連通。測試主機200內則是配置有下拉電阻Ra(第三下拉電阻2122及第四下拉電阻2222)，以及配置有電子標籤晶片(E-Marker)或電子標籤模擬模組。通過測試主機200內之電路在第一路徑CC1(A5)與第二路徑CC2(B5)的切換，實現USB-C自動正反插的測試功能。然而，在一些其他實施例中，也可使用一般纜線(線內配置有電子標籤晶片及下拉電阻Ra)來連接本揭露的實施例中的測試主機200。

接著請同時參照圖10及圖11，圖10為圖5實施例之測試系統在供電端模式下且採用一般纜線與待測裝置連接的連接示意圖，圖11為圖5實施例之測試系統在需電端模式下且採用一般纜線與待測裝置連接的連接示意圖。一般的纜線100’相較於前述實施例中的纜線100來說，差異在於第一路徑CC1及第二路徑CC2上的連通狀況與配置。一般的纜線100’的第一路徑CC1及第二路徑CC2中，僅僅只有其中的一條路徑是相連通的，也就是說，第一路徑CC1及該第二路徑CC2之其中一者，其第一端110與第二端120之間係為 斷路。例如：圖10及圖11中所示的第一路徑CC1相連通，第二路徑CC2未連通。

此外，一般的纜線100’中通常配置有電子標籤晶片101、二極體Di及下拉電阻Ra。這個下拉電阻Ra可被配置為阻值低於電阻Rp(如RpT1、RpT2、Rp1、Rp2)與電阻Rd(如RdT1、RdT2、Rd1、Rd2)，故可用來辨識纜線的正反插狀態(使用一般纜線時的辨識方式係為習知技術，於此不再贅述)。

如圖10及圖11，第一電子標籤區203、第二電子標籤區204、第一纜線阻抗模組212及第二纜線阻抗模組222，此四者均不耦接至對應的路徑上(第一路徑CC1或第二路徑CC2)。據此，測試主機200運作來透過對第一切換模組211及第二切換模組221的控制，使測試主機200可運作在如圖10所示的供電端模式(DFP)或是運作在如圖11所示的需電端模式(UFP)。

在使用一般纜線100’的情況下，測試主機200的兩組纜線阻抗單元(第一阻抗單元2112、第二阻抗單元2212)同時耦接至對應的路徑上(第一路徑CC1或第二路徑CC2)，以用於辨識纜線100’的正反插狀態。舉例來說，在圖10的示例(測試主機200作為DFP)中，在辨識是由第二路徑CC2耦接至纜線100’的下拉電阻Ra後，由Vconn模組230透過第二路徑CC2供應連接電壓(或稱Vconn電壓)給纜線100’的電子標籤晶片101，以供電子標籤晶片101運作來提供給測試主機200和待測裝置300所需的資訊(例如纜線規格，包含電流承載能力、資料傳輸速度等的規格)。再舉例來說，在圖11的示例(測試主機200作為UFP)中，在辨識是由第二路徑CC2耦接至纜線100’的下拉電阻Ra後，Vconn模組230無須動作，而是由待測裝置300供應連接電壓(或稱Vconn電 壓)給纜線100’的電子標籤晶片101，以供電子標籤晶片101運作來提供給測試主機200和待測裝置300所需的資訊。據此，測試主機200可適用於前述的一般纜線100’或是前述的特製纜線100。

接著請參照圖12，為根據再一些實施例之測試系統與待測裝置的連接示意圖。圖12是以測試主機200與待測裝置300之間透過特製的纜線100進行連接來做為示例。測試主機更可包括：影音資料及數據資料測試模組251、電壓及電流測試模組252、電源及負載測試模組253。其中，舉例來說，第一切換模組211、第二切換模組221及Vconn模組230可被以單一控制器(PD controller)來建構，控制模組201可被單一控制器(μ-P rocessor)來建構，其他的模組則可由一些電路區塊來建構。

影音資料及數據資料測試模組251可由場可程式化邏輯閘陣列(FPGA)及編碼晶片等數位晶片組成的影音產生電路來配置。影音資料及數據資料測試模組251可以輸出USB-C(DP)格式訊號，用來檢測待測裝置300(例如為螢幕或電視)的功能是否正常。除了影像及聲音外，同時可以檢測高頻寬數位內容保護(HDCP)、延伸顯示能力識別(EDID)及串流傳輸(MST)等功能，這些項目的訊息及數值，會顯示在待測裝置300的顯示畫面上，測試人員即可便於判斷是否有異常發生。

電壓及電流測試模組252為一種整合性的量測電路，包含電壓、電流量測元件。電壓及電流測試模組252讓測試主機200可以循序地量測待測裝置300上的USB-C連接埠的負載電壓、電流值。

電源及負載測試模組253可用於整合外部的負載設備。基於USB-C連接埠的供電與負載的腳位是同一組，所以控制模組201可以根據待測 裝置300所需求的電源角色係為供電端(Source)或需電端(Sink)，去控制要開啟電源供應還是負載路徑，以透過纜線100對待測裝置300的供電或需電能力執行測試項目。在測試主機200對待測裝置300的供電部分，使用可程式化的電源轉換零件以轉換出待測裝置300所需的任一電源。在測試主機200作為負載的部分(開啟負載路徑)，可使用具有高功率元件的電子負載開關電路，可根據待測裝置300所需測試條件做負載測試。

綜合上述，測試系統能在無需重新插拔纜線的情況下，執行正反插各自對應的功能測試，達到一系列的自動化測試，快速檢測之下也達到了成本的降低以及減少線材插拔而可能導致的損壞等問題。

本文在上述揭露內容中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本文的揭露內容，而不應解讀為範圍的限制。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本文揭露內容之範疇內。因此，本文揭露內容之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。在其他的實施例中，也可以使用或被控制為二者均不耦接至該USB-C連接埠。使在，

100:纜線

110:第一端

120:第二端

200:測試主機

201:控制模組

202:控制區

203:第一電子標籤區

204:第二電子標籤區

211:第一切換模組

212:第一纜線阻抗模組

221:第二切換模組

222:第二纜線阻抗模組

300:待測裝置

A5:引腳

B5:引腳

CC1:第一路徑

CC2:第二路徑

Rd1:下拉電阻

Rd2:下拉電阻

Claims (16)

1. 一種USB-C連接埠的測試系統，係用於對具備USB-C連接埠之待測裝置進行測試，該測試系統包含：一測試主機，係用於與該待測裝置之USB-C連接埠耦接，以及用於透過作為USB-C之配置通道(Configuration Channel)以判斷正反插狀態的一第一路徑或一第二路徑與該待測裝置進行通訊，該測試主機包括：一控制模組，係具有一控制區、一第一電子標籤區及一第二電子標籤區，該第一電子標籤區係用於選擇性耦接該第一路徑，該第二電子標籤區係用於選擇性耦接該第二路徑；一第一切換模組，係用於受控於該控制模組以選擇性提供用以識別配置通道的阻抗至該第一路徑；一第二切換模組，係用於受控於該控制模組以選擇性提供用以識別配置通道的阻抗至該第二路徑；一第一纜線阻抗模組，係受控於該控制模組以選擇性提供纜線的阻抗至該第一路徑；以及一第二纜線阻抗模組，係受控於該控制模組以選擇性提供纜線的阻抗至該第二路徑。
2. 如請求項1所述之測試系統，其中該第一電子標籤區及該第二電子標籤區係被控制為僅其中一者耦接至該USB-C連接埠，或被控制為二者均不耦接至該USB-C連接埠。
3. 如請求項2所述之測試系統，其中該測試系統更包含用於提供該第一路徑及該第二路徑的一纜線，該第一路徑及該第二路徑係各具有用於連接至該測試主機的一第一端及用於連接至該待測裝置之USB-C連接埠的一第二端，該第一路徑及該第二路徑在對應的該第一端與該第二端之間係均為短路。
4. 如請求項3所述之測試系統，其中於該測試系統運作在一供電端模式時，在一電源配置設定階段內，當該第一切換模組的阻抗被提供至該第一路徑而耦接至該USB-C連接埠時，該第一電子標籤區被控制為耦接該第一路徑，以及，當該第二切換模組的阻抗被提供至該第二路徑而耦接至該USB-C連接埠時，該第二電子標籤區被控制為耦接該第二路徑。
5. 如請求項4所述之測試系統，其中該第一纜線阻抗模組係具有一第三開關及耦接該第三開關的一第三下拉電阻，該第三開關係受控於該控制模組以選擇性地使該第三下拉電阻耦接至該第一路徑，其中該第二纜線阻抗模組係具有一第六開關及耦接該第六開關的一第四下拉電阻，該第六開關係受控於該控制模組以選擇性地使該第四下拉電阻耦接至該第二路徑。
6. 如請求項5所述之測試系統，其中該第一電子標籤區係具有一第二開關、耦接該第二開關的一第一電子標籤模擬模組，該第二開關係受控為使該第一電子標籤模擬模組選擇性耦接至該第一路徑，其中該第二電子標籤區係具有一第五開關、耦接該第 五開關的一第二電子標籤模擬模組，該第五開關係受控為使該第二電子標籤模擬模組選擇性耦接至該第二路徑。
7. 如請求項6所述之測試系統，其中該第一切換模組係具有一第一阻抗單元及一第一開關，該第一開關係受控於該控制模組以選擇性地使該第一阻抗單元耦接至該第一路徑，該第二切換模組係具有一第二阻抗單元及一第四開關，該第四開關係受控於該控制模組以選擇性地使該第二阻抗單元耦接至該第二路徑。
8. 如請求項7所述之測試系統，其中該第一阻抗單元具有一第一上拉電阻及一第一下拉電阻，該第一阻抗單元係受控於該控制模組以使該第一阻抗單元選擇性地對該第一路徑提供該第一上拉電阻或該第一下拉電阻，其中該第二阻抗單元具有一第二上拉電阻及一第二下拉電阻，該第二阻抗單元係受控於該控制模組以使該第二阻抗單元選擇性地對該第二路徑提供該第二上拉電阻或該第二下拉電阻。
9. 如請求項8所述之測試系統，其中於該測試系統運作在一供電端模式下，以及於該測試系統執行一正反插功能測試時，在正插測試的電源配置設定階段內，該控制模組係用於執行各項控制動作以與該待測裝置之間建立溝通通道，其中，該控制模組係用於控制該第一切換模組以使該第一開關短路，令該第一阻抗單元的該第一上拉電阻耦接至該第一路徑；該控制模組係用於控制該第二切換模組以使該第四開關斷路，令該第二阻抗單元不耦接至該第二路徑； 該控制模組係用於控制該第一電子標籤區以使該第二開關短路，令該第一電子標籤模擬模組耦接該第一路徑，以及使該第一纜線阻抗模組的該第三開關斷路，令該第三下拉電阻不耦接該第一路徑，以供運作在一需電端模式下的該待測裝置與該第一電子標籤模擬模組進行通訊；以及該控制模組係用於控制該第二電子標籤區以使該第五開關斷路，令該第二電子標籤模擬模組不耦接該第二路徑，以及使該第二纜線阻抗模組的該第六開關短路，令該第四下拉電阻耦接該第二路徑。
10. 如請求項9所述之測試系統，其中於該測試系統執行完正插測試後執行反插測試，在反插測試的電源配置設定階段內，該控制模組係用於執行各項控制動作以與該待測裝置之間建立溝通通道，其中，該控制模組係用於控制該第一切換模組以使該第一開關斷路，令該第一阻抗單元不耦接至該第一路徑；該控制模組係用於控制該第二切換模組以使該第四開關短路，令該第二阻抗單元的該第二上拉電阻耦接至該第二路徑；該控制模組係用於控制該第一電子標籤區以使該第二開關斷路，令該第一電子標籤模擬模組不耦接該第一路徑，以及使該第一纜線阻抗模組的該第三開關短路，令該第三下拉電阻耦接該第一路徑；以及 該控制模組係用於控制該第二電子標籤區以使該第五開關短路，令該第二電子標籤模擬模組耦接該第二路徑，以及使該第二纜線阻抗模組的該第六開關斷路，令該第四下拉電阻不耦接該第二路徑，以供運作在該需電端模式下的該待測裝置與該第二電子標籤模擬模組進行通訊。
11. 如請求項8所述之測試系統，其中該測試主機更包括一Vconn模組，該Vconn模組係受控於該控制模組，以用於在該第一電子標籤區或該第二電子標籤區耦接至該USB-C連接埠時，使該Vconn模組耦接該第一路徑或該第二路徑。
12. 如請求項11所述之測試系統，其中於該測試系統運作在一需電端模式下，以及於該測試系統執行一正反插功能測試時，在正插測試的電源配置設定階段內，該控制模組係用於執行各項控制動作以與該待測裝置之間建立溝通通道，其中，該控制模組係用於控制該第一切換模組以使該第一開關短路，令該第一阻抗單元的該第一下拉電阻耦接至該第一路徑；該控制模組係用於控制該第二切換模組以使該第四開關斷路，令該第二阻抗單元不耦接至該第二路徑；該控制模組係用於控制該第一電子標籤區以使該第二開關短路，令該第一電子標籤模擬模組耦接該第一路徑，以及使該第一纜線阻抗模組的該第三開關斷路，令該第三下拉電阻不耦接該第一路徑；以及 該控制模組係用於控制該第二電子標籤區以使該第五開關斷路，令該第二電子標籤模擬模組不耦接該第二路徑，以及使該第二纜線阻抗模組的該第六開關短路，令該第四下拉電阻耦接該第二路徑，其中，該測試系統係供運作在一供電端模式下的該待測裝置與該第一電子標籤模擬模組進行通訊，該控制模組使該Vconn模組耦接該第二路徑並檢測該待測裝置透過該第二路徑所傳輸而來的一Vconn電壓。
13. 如請求項12所述之測試系統，其中於該測試系統執行完正插測試後執行反插測試，在反插測試的電源配置設定階段內，該控制模組係用於執行各項控制動作以與該待測裝置之間建立溝通通道，其中，該控制模組係用於控制該第一切換模組以使該第一開關斷路，令該第一阻抗單元不耦接至該第一路徑；該控制模組係用於控制該第二切換模組以使該第四開關短路，令該第二阻抗單元的該第二下拉電阻耦接至該第二路徑；該控制模組係用於控制該第一電子標籤區以使該第二開關斷路，令該第一電子標籤模擬模組不耦接該第一路徑，以及使該第一纜線阻抗模組的該第三開關短路，令該第三下拉電阻耦接該第一路徑；以及該控制模組係用於控制該第二電子標籤區以使該第五開關短路，令該第二電子標籤模擬模組耦接該第二路徑，以及使該第 二纜線阻抗模組的該第六開關斷路，令該第四下拉電阻不耦接該第二路徑，其中，該測試系統係供運作在該供電端模式下的該待測裝置與該第二電子標籤模擬模組進行通訊，該控制模組使該Vconn模組耦接該第一路徑並用於檢測該待測裝置透過該第一路徑所傳輸而來的該Vconn電壓。
14. 如請求項2所述之測試系統，其中該測試主機更包括一Vconn模組，該Vconn模組係受控於該控制模組，以用於在該第一電子標籤區及該第二電子標籤區均未耦接至該USB-C連接埠時，提供一連接電壓至該第一路徑或該第二路徑。
15. 如請求項14所述之測試系統，其中更包含用於提供該第一路徑及該第二路徑的一纜線，該第一路徑及該第二路徑係各具有用於連接至該測試主機的一第一端及用於連接至該待測裝置之USB-C連接埠的一第二端，該第二路徑的該第一端與該第二端之間係為斷路，其中該纜線內的一電子標籤晶片係經由該第一路徑與該控制模組及該待測裝置進行通訊，該纜線內的一Ra電阻係耦接該第二路徑。
16. 如請求項1至15中任一項所述之測試系統，其中該測試主機更包括：一影音資料及數據資料測試模組，係耦接該控制模組以用於透過該纜線提供影音資料及數據資料至作為顯示器的該待測裝置供測試項目的執行； 一電壓及電流測試模組，係耦接該控制模組以用於透過該纜線取得該待測裝置之該USB-C連接埠的電壓及電流的資訊；以及一電源及負載測試模組，係耦接該控制模組及外部的一負載設備，以供該測試主機用於透過該纜線對該待測裝置的供電或需電能力執行測試項目。

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