使用USB Type-C ConnEx 測試USB Type-C系統

發行項
07/08/2024

本主題提供指導方針，可將系統、裝置、擴充座與USB Type-C連接器的測試自動化，以及其與Windows作業系統的互操作性。您可以測試屬於下列其中一個類別的硬體：

系統：桌面計算機、膝上型電腦、平板計算機、伺服器或執行 WINDOWS 操作系統 SKU 且具有公開 USB Type-C 連接埠的 SKU。
擴充：公開多個埠的任何USB Type-C裝置。
裝置：任何具有可連結至系統或擴充座之 Type-C 埠的 USB 裝置。此類別包含傳統的 USB 裝置，以及支援 USB Type-C 規格中所定義之配件和替代模式的裝置。

規格和程式

xHCI 互操作性測試程式

MUTT 連線練習器 Type-C （USB Type-C ConnEx）硬體面板是 Arduino 面板的自定義盾牌。盾牌提供四對一交換器，以自動化 USB Type-C 案例的互操作性測試。

硬體需求

若要使用 USB Type-C ConnEx 第 2 版來執行 USB Type-C 互操作性測試程式，您需要：

受測系統（SUT）

桌面電腦、膝上型電腦、平板計算機、伺服器或手機至少有一個公開的 Type-C USB 埠。
USB Type-C ConnEx

裝置有一個 SUT 連接的男性 USB Type-C 埠（標示 為 J1）。裝置也有另外四個 USB 埠（標示為 J2、J3、J4、J6），這些裝置可以作為 SUT 的周邊設備連結。裝置會監視從 SUT 繪製的安培和電壓。您可以從 MCCI 購買必要的硬體。
周邊USB裝置

任何具有可連結至 SUT 之 USB Type-C 埠的 USB 裝置。此類別包含傳統 USB 裝置和其他裝置，這些裝置支援 USB Type-C 規格中所定義的配件和替代模式。
Micro-USB 到 USB A 纜線

您將使用此纜線將USB Type-C ConnEx 連線到電腦進行電源和通訊（如果您的 SUT 有 USB A 連接埠，這就是您將連線的位置）。
Proxy 控制器

如果 SUT 沒有 USB A 連接埠，可以使用 Proxy 來執行測試，來控制 USB Type-C ConnEx。 Proxy 控制器應該是次要桌面電腦或膝上型電腦。

Proxy 控制器會與微控制器通訊（與行動 SUT）通訊，以使用次要 USB 埠載入韌體。

舊版的硬體需求

若要使用 USB Type-C ConnEx 第 2 版來執行 USB Type-C 互操作性測試程式，您需要：

受測系統（SUT）

桌面電腦、膝上型電腦、平板計算機、伺服器或手機至少有一個公開的 Type-C USB 埠。
Arduino Mega 2560 R3

Arduino Mega 2560 R3 會作為測試設定的微控制器。
Arduino Mega 2560 R3 微控制器的電源適配卡。
USB Type-C ConnEx

該盾牌有一個男性USB Type-C埠（標示為 J1），SUT 已連線到該埠。盾牌還有另外四個 USB 埠（標示為 J2、J3、J4、J6），這些埠可以連接作為 SUT 周邊的裝置。盾牌會監視從 SUT 提取的安培和電壓。您可以從 MCCI 或 JJG Technologies 購買此面板。
USB A 對 B 纜線

您將使用此纜線將電腦連接到微控制器，以便更新微控制器上的韌體以執行測試。
周邊USB裝置

任何具有可連結至 SUT 之 USB Type-C 埠的 USB 裝置。此類別包含傳統 USB 裝置和其他裝置，這些裝置支援 USB Type-C 規格中所定義的配件和替代模式。
USB 充電器

支援USB Type-C的USB Type-C目前需求，以及選擇性地 USB電源傳遞。您也需要適用於 J6 的 USB Micro-B 充電器。
Proxy 控制器

您可以使用 Proxy 來執行測試來控制 USB Type-C ConnEx。 Proxy 控制器可以是下列其中一個實體：
- 次要桌面電腦或膝上型電腦。
  
  Proxy 控制器會與行動 SUT 通訊，這是用來載入韌體之微控制器。
- 使用次要USB埠的SUT。
- 使用 3.5mm 音訊插孔的 SUT。
  
  在這裡設定中，您需要：
  - DTMF 防護，以使用單一 USB Type-C 埠在 SUT 上執行測試。 DTMF 可讓您在韌體的初始快閃完成之後，使用音訊插孔來控制來自單一埠裝置的防護。
  - 用於將 DTMF 防護板連接到 SUT 的 4 針男性對男性音訊纜線。這可讓 SUT 在測試期間控制 USB Type-C 防護。

軟體需求

請確定您符合下列需求：

您的 SUT 必須具有您想要測試互操作性的 Windows 作業系統版本。
Proxy 控制器必須執行 Windows 10。
在 Proxy 控制器上下載 並安裝最新的 MUTT 軟體套件。套件是一套工具，可用來使用USB Type-C ConnEx來執行測試。它包含用來更新韌體、在周邊埠之間切換，以及傳送要求以模擬測試案例的公用程式。它也包含測試驅動程式套件，可測試總線的功能、其控制器，以及連接到總線的裝置。
針對以UCSI為基礎的系統，我們強烈建議使用一些額外的設定進行測試，以協助探索UCSI韌體錯誤。此設定會使 UCSI 韌體問題可供探索，而且強烈建議您進行測試。請參閱此部落格文章中的偵錯 USCI 韌體失敗。
安裝測試工具需要提升許可權的命令視窗。

若要開啟提升許可權的命令視窗，用戶必須是 Proxy 控制器上的 Administrators 群組成員。若要開啟提升許可權的命令提示字元視窗，請建立桌面快捷方式以Cmd.exe、選取並按住Cmd.exe快捷方式，然後選取 [以系統管理員身分執行]。

USB Type-C ConnEx 工具

以下是USB Type-C ConnEx 專屬 MUTT 軟體套件中的工具

工具	描述
ConnExUtil.exe	用於執行 USB Type-C ConnEx 功能的命令行工具。
CxLoop.cmd	連接並中斷每個埠一次的連線。
CxStress.cmd	隨機壓力腳本。
CxPower.cmd	在一段時間內擷取電源數據（電壓和 amperage），並將輸出傳送至 CSV 檔案。

如需所有其他工具的相關信息，請參閱 MUTT 軟體套件中的工具。

開始使用最新版本

請遵循此程式來設定測試環境。

（新設定圖片）

此組態會類似於此映像。請注意，裝置上的 Micro-USB 埠可在連線到計算機時，提供 USB Type-C ConnEx 的控制。

在這些步驟中，您將連接硬體片段、更新微控制器上的韌體，並驗證安裝。

將 micro-usb 插入 ConnEx 背面，並將 USB A 插入 Proxy 控制器（如果有的話為 SUT）。
使用USB Type-C ConnEx 韌體更新裝置。
- 開啟提高權限的命令提示字元視窗。
- 流覽至 MUTT 軟體套件的位置，例如 C：\Program Files （x86）\USBTest\arch>。<
- 執行以下命令：
  
  ConnExUtil.exe –UpdateFirmware
在裝置背面使用連接的USB Type-C纜線插入SUT。
將周邊連結至標示為 J2、J3、J4、J6 的 USB 埠。
請確定您的 Proxy 控制器上的裝置管理員可辨識裝置（如果有的話則為 SUT）。

開始使用舊版

請遵循此程式來設定測試環境。

USB Type-C ConnEx 設定的圖表。

組態應該類似此映像。請注意，微控制器上的USB Type-C埠可在連線到電腦時控制USB Type-C ConnEx。

在這些步驟中，您將連接硬體片段、更新微控制器上的韌體，並驗證安裝。當連接到手機或平板電腦音訊埠時，DTMF 盾牌可控制USB Type-C ConnEx。

將微控制器連接到 USB Type-C 盾牌。

如果 USB Type-C ConnEx 未組合，請繼續進行步驟 1。如果您的 USB Type-C ConnEx 已組合完成，請繼續進行步驟 2。

警告

必須謹慎執行此步驟，因為針腳很容易彎曲。
1. 將USB Type-C防護的針腳與微控制器上的受體對齊，確保面板彼此水準。
2. 輕輕地將兩個板壓在一起。小心不要彎曲盾牌上的針腳。
  
  您的組合單位應該類似下圖：
使用USB Type-B（連接到 Proxy 控制器）或外部電源配卡，從連接的微控制器為USB Type-C ConnEx 提供電源。 LCD 顯示器與下圖類似：

五秒后，LCD 顯示器會顯示電流和電壓。

如果您沒有如上一個影像所示的顯示，請確定您已正確組合單元。
使用 USB Type-C ConnEx 韌體更新微控制器。
- 開啟提高權限的命令提示字元視窗。
- 流覽至 MUTT 軟體套件的位置，例如 C：\Program Files （x86）\USBTest\arch>。<
- 執行以下命令：
  
  MuttUtil.exe –UpdateTabFirmware
將 SUT 插入盾牌上的男性 USB Type-C 埠（標示 為 J1）。

注意連線 SUT 時，J1 連接器需要額外的支援。連接器不夠堅固，無法維持裝置或本身的重量。
將周邊連結至標示為 J2、J3、J4、J6 的 USB 埠。
將 Proxy 控制器附加至微控制器。
- 如果 Proxy 控制器是桌面電腦或膝上型電腦，請透過 USB 建立連線。將微控制器上的 USB Type-B 連接到 Proxy 控制器上的 USB 埠，如上圖所示。
- 如果 Proxy 控制器是行動 SUT，請使用音訊埠建立連線。針對此連線，您需要 DTMF 防護。
  1. 將 DTMF 盾牌連線到組合的單位，如下圖所示：
  2. 使用 4 針對男性音訊纜線，將盾牌的音訊埠連接到 SUT 上的音訊埠。
    
    您的設定應該類似此映像：
請確定 proxy 控制器上的裝置管理員可辨識 USB Type-C ConnEx。
1. 以滑鼠右鍵按兩下任務列中的 [開始] 按鈕，然後選取 [裝置管理員]。
2. 展開 [ 埠] [COM 和 LPT] 節點，並記下微控制器所使用的 COM 連接埠。在此範例中，它會連線到 COM 4。

ConnExUtil.exe

以下是ConnExUtil.exe支援的命令行選項，可用來控制USB Type-C ConnEx 面板。

使用案例	選項	描述
裝置探索列出所有連線到 USB Type-C ConnEx 的裝置	/list	針對 USB 連接的裝置，此選項會列出裝置實例路徑。針對音訊連線的裝置，它會顯示音訊。若要檢視音訊裝置，請搭配 /all 參數使用此選項。具有 1 個型索引的清單，可用於參數的 /# 輸入。
裝置選取選取連線到 USB Type-C ConnEx 的所有裝置，包括音訊。	/all	選擇性。如果沒有此參數，公用程式會解決USB連接的裝置。只有在音訊連線的裝置正在使用時，才使用此參數。音訊探索是耗時且預設為停用的。
裝置選取選取連線到 USB Type-C ConnEx 'n' 的特定裝置。	/#n	選擇性。 Input n 是連線到 USB Type-C ConnEx 之可用裝置的 1 型索引，可使用 /list 參數來檢視。如果沒有此參數，默認行為就是在所有 USB Type-C ConnEx 面板上執行每個命令。
裝置命令	/setPort p	切換至指定的埠 p。藉由指定數位（1 – 4）或名稱連接埠（J2， J3， J4， J6）。 0 會中斷所有埠的連線。
裝置命令	/getPort	讀取目前連接的埠。
裝置命令讀取 amperage/電壓資訊。	/伏 /安培 /版本	讀取目前的電壓。讀取目前的 amperage。讀取裝置版本。
裝置命令啟用 SuperSpeed。	/SuperSpeedOn	針對目前和未來的連線啟用 SuperSpeed 全域，直到傳送 /SuperSpeedOff 命令為止。默認會啟用 SuperSpeed。如果停用 SuperSpeed，且埠 1 或 2 已連線，此命令會在 SuperSpeed 觸發重新連線。
裝置命令停用 SuperSpeed	/SuperSpeedOff	在傳送 /SuperSpeedOn 命令或重設裝置之前，針對目前和未來的連線停用 SuperSpeed。如果已啟用 SuperSpeed 且埠 1 或 2 已連線，此命令會觸發已停用 SuperSpeed 行的重新連線。
設定命令延遲	/setDelay	設定命令延遲 t 以秒為單位。設定命令延遲會導致下一個 /setPort 或 /SuperSpeed{On/Off} 命令延遲 t 秒，其中 t 範圍從 0 到 99。這是一次性設定，只會延遲下一個命令。不支援在延遲定時器過期之前傳送多個命令。
以毫秒為單位設定中斷連線逾時	/setDisconnectTimeout t	為下一個非零 /setPort 命令設定中斷連線逾時。在下一個連線事件中，埠只會在中斷連線前保持 t 毫秒的連線。這是一次性設定，只會自動中斷下一個連線事件。允許的範圍是從 0 到 9999 毫秒。
Batch 命令：輸出.csv檔案的電源度量。	/powercsv	將目前的電源測量和時間戳附加至power.csv第一次執行會建立power.csv。後續執行會將數據附加至此檔案。重新命名或刪除檔案，以開始新的資料擷取。每次執行都會附加一行，格式如下：index>、<time>、<volts>、<amps>。< index 是 /list 所提供的裝置索引，因此可以同時監視多個裝置。 time 是以秒為單位的原始時間戳。伏特和 amps 會記錄到兩個小數字數。此數據可能會在很長一段時間內擷取，並在電子錶格應用程式中繪製，請參閱cxpower.cmd腳本。
Batch 命令：執行主要功能的單元測試	test/	測試裝置的所有主要功能。用於裝置功能的基本驗證。如果此命令失敗，請迴圈裝置並更新韌體。
Batch 命令：埠切換順序的基本示範。	/demo d	循環執行所有埠一次，每個埠有 d 秒的延遲。將每個埠上的埠號碼、伏特數和 amps 寫入demoresult.txt。

範例命令

線上到埠

connexutil.exe /setport 1

或者，使用面板上列印的埠名稱：

connexutil.exe /setport J3

中斷所有埠的連線

connexutil.exe /setport 0

迴圈所有埠

for %p in (1 2 3 4)
do (
    connexutil.exe /setport %p
    echo Confirm device on port %p
    pause
)

用來控制USB Type-C ConnEx 面板的腳本

這些腳本會練習ConnExUtil.exe支援的控件介面，透過命令行使用USB Type-C ConnEx 執行循序和壓力類型測試。所有這些腳本都支持選擇性的命令行參數音訊，以指出USB Type-C ConnEx 面板是透過3.5公厘音訊介面連接。根據預設，他們只會嘗試使用USB連線板。

簡單的連線和中斷聯機順序：CXLOOP。CMD

連接和中斷 SUT 與每個埠之間的連線（1-4），並在每個埠上暫停，提示測試人員驗證該埠上的連線。

隨機連接和中斷連線：CXSTRESS。CMD

在無限迴圈中隨機間隔為 0.0-5.0 秒，以隨機方式連接和中斷每個埠的 SUT 連線和中斷連線。連接到 USB Type-C 埠時，它會隨機啟用或停用該埠上的超速連線，並隨機指示面板以 0 – 999 毫秒的隨機間隔快速在該埠上中斷連線。

命令行參數 C 會導致腳本只在 USB Type-C 埠與中斷連線狀態之間切換。數值命令行參數會將參數從預設值 5.0 秒到以秒為單位的輸入值之間，重設最大隨機間隔。參數可以依任何順序傳遞。

長時間執行的電源測量：CXPOWER。CMD

將USB Type-C ConnEx 報告的 amperage 和電壓儲存在 2 秒間隔power.csv輸出檔案。資料會格式化為逗號分隔變數，如下所示：

index，time，volts，amps

index 是 ConnExUtil.exe /list 命令所提供的裝置索引，因此可以同時監視多個裝置。

time 是以秒為單位的原始時間戳。

伏特和 amps 會記錄到 2 個小數位數。

擷取完成之後，此數據可能會張貼到顯示一段時間耗電量的圖表中，例如電池充電週期期間的耗電量。數值命令行參數會將預設度量間隔 2 秒重設為以秒為單位的輸入值。

關於測試案例

USB Type-C 互操作性測試程序分為兩個區段：功能測試（FT）和壓力測試（ST）。每個測試區段都會描述測試案例，並識別套用至測試的類別。產品必須針對整個適用的類別進行測試。某些測試案例包含相關提示和提示的連結，以取得其他資訊。本節著重於 USB Type-C 功能和體驗。 USB Type-C 解決方案可能包含其他 USB 元件，例如 USB 中樞或 USB 控制器。 USB-IF 的 xHCI 互操作性測試程式和 Windows 硬體認證套件涵蓋 USB 中樞和控制器的詳細測試。

這些測試案例是以 ConnExUtil 命令和範例腳本為基礎，用來控制 USB Type-C ConnEx 面板。測試案例會參考腳本。視您的測試案例需要自定義腳本。

裝置列舉：確認裝置列舉的核心層面正常運作。
替代模式交涉：確認支援的替代模式。
充電和電源傳遞（PD）：確認使用USB Type-C充電。
角色交換：確認角色交換。

壓力測試一節說明壓力和邊緣案例的程式，這些案例會測試一段時間的裝置穩定性。壓力測試確實需要自定義裝置（SuperMUTT）進行舊版 USB 驗證（非 USB Type-C）。您可以使用即將推出的 USB Type-C 測試裝置來達成額外的測試和自動化。

裝置列舉：確認裝置列舉的核心層面正常運作。
充電和電源傳遞（PD）：確認使用USB Type-C充電。

FT 案例 1：裝置列舉

FT 案例 1 的圖表：裝置列舉。