Процедуры тестирования взаимодействия usb Type-C вручную

В этой статье объясняется, как проверить взаимодействие систем с поддержкой USB Type-C и Windows. Он содержит рекомендации для производителей устройств и систем по выполнению различных функциональных и нагрузочных тестов на системах и устройствах, которые предоставляют разъем USB Type-C. Предполагается, что читатель знаком с официальной спецификацией USB и процедурами тестирования взаимодействия xHCI, которые можно скачать по USB.ORG.

Чтобы выполнить эти тесты с помощью платы USB Type-C ConnEx, см. статью Тестирование систем USB Type-C с помощью USB Type-C ConnEx.

Тестовый продукт может относиться к одной или нескольким из следующих категорий:

• Система: настольные компьютеры, ноутбуки, планшеты, серверы или телефоны с открытым USB-портом Type-C. В системе должна быть установлена версия Windows 10, например Windows 10 для настольных версий (Домашняя, Pro, Корпоративная и Для образовательных учреждений), Windows 10 Mobile или других версий.
• Dock: любое устройство USB Type-C, которое предоставляет несколько портов.
• Устройство. Любое USB-устройство с портом Type-C, которое можно подключить к системе или док-станции. К этой категории относятся традиционные USB-устройства, а также устройства, поддерживающие вспомогательные и альтернативные режимы, как определено в спецификации USB Type-C.

Официальные спецификации и процедуры

• Процедуры тестирования взаимодействия xHCI

Процедуры тестирования взаимодействия USB Type-C разделены на два раздела: функциональное тестирование (FT) и нагрузочное тестирование (ST). Каждый раздел теста описывает тестовый случай и определяет категорию, которая применяется к тесту. Продукт должен быть протестирован на соответствие всей применимой категории. Некоторые тестовые случаи содержат ссылки на соответствующие подсказки и советы для получения дополнительной информации. В этом документе основное внимание уделяется функциям и возможностям USB Type-C. Решение USB Type-C может содержать другие компоненты USB, такие как USB-концентратор или USB-контроллер. Подробное тестирование USB-концентраторов и контроллеров рассматривается как в процедурах тестирования совместимости xHCI USB-IF, так и в комплекте сертификации оборудования Windows.

• Перечисление устройств. Подтверждает, что основные аспекты перечисления устройств являются функциональными.
• Загрузка системы. Подтверждает, что продукт не препятствует нормальной загрузке системы.
• Системные переходы на питание. Проверяет, не влияет ли продукт на переходы питания и возможности пробуждения системы из состояний с более низким энергопотреблением.
• Выборочная приостановка. Подтверждает переходы выборочной приостановки.
• Идентификация док-станции. Убедитесь, что дескриптор устройства в dock правильно реализован.
• Согласование альтернативного режима. Подтвердите поддерживаемые альтернативные режимы.
• Зарядка и доставка питания (PD): подтвердите зарядку с помощью USB Type-C.
• Переключение ролей. Подтвердите переключение ролей.

В разделе нагрузочное тестирование описаны процедуры для сценариев стрессов и пограничных сценариев, которые проверяют стабильность устройства в течение определенного периода времени. Для нагрузочного тестирования требуется пользовательское устройство , устройства Microsoft USB Test Tool (MUTT) для проверки USB прежних версий (не USB Type-C). Дополнительное тестирование и автоматизацию можно выполнить с помощью предстоящего тестового устройства USB Type-C.

• Переходы на питание системы. Проверяет надежность продукта после повторяющихся событий питания системы.
• События передачи: создает несколько событий передачи и подключения.
• Plug and Play (PnP): создает различные последовательности PnP.
• Топология устройства. Тестирует ряд устройств и топологий с помощью продукта.

FT Вариант 1. Перечисление устройств

Область применения: Система, док-станция, устройство

Чтобы убедиться, что перечисление устройств работает, выполните приведенные далее действия.

1. Перезапустите тестовую систему и войдите в Windows.

2. Откройте диспетчер устройств в тестовой системе. На начальном экране введите devmgmt.msc в текстовом поле Поиск .

3. Подключите устройство к системе с поддержкой USB Type-C. При необходимости убедитесь, что устройство включено или подключено к внешнему источнику питания.

   • Система. Подключите к системе любое устройство USB Type-C.
   • Устройство. Подключите устройство к системе с поддержкой USB Type-C.
   • Док-станция. Подключите к док-станции любое устройство USB 3.0 и любое устройство USB Type-C, которое поддерживает альтернативный режим или является аксессуаром USB Type-C. Подключите док-станцию к системе.

4. Убедитесь, что узел устройства добавлен в диспетчер устройств. Дополнительные сведения см. в разделе Подтверждение добавления устройства.

5. Убедитесь, что подключенные устройства работают без ошибок.

6. Отключите устройство (и при необходимости закрепите его) и обратите внимание на изменения в диспетчер устройств. Док-станция и устройство не должны отображаться в диспетчер устройств. Дополнительные сведения см. в разделе Подтверждение удаления устройства.

7. Переверните или измените ориентацию кабеля USB Type-C и повторите шаги 3–6.

FT Case 2: System Boot

Область применения: Система, концентратор, устройство

Чтобы убедиться, что тестируемый продукт не препятствует нормальному процессу загрузки системы**

1. Перезапустите тестовую систему и войдите в Windows.

2. Подключите следующие USB-устройства к системе с предоставленным портом USB Type-C:

   • Система. Подключите эти устройства к предоставленному порту USB Type-C системы с помощью адаптера USB Type-C — USB Type-A, как показано на следующем изображении:

     

     • USB-концентраторы
     • USB-клавиатура
     • USB 3.0 флэш-накопитель

   • Dock. Подключите эти устройства к портам, предоставленным на тестируемой док-станции.

     • USB-концентраторы
     • USB-клавиатура
     • USB 3.0 флэш-накопитель

   • Устройство. Подключите устройство к предоставленному порту USB Type-C системы.

3. Откройте диспетчер устройств в тестовой системе. На начальном экране введите devmgmt.msc в текстовом поле Поиск .

4. Убедитесь, что узел устройства добавлен в диспетчер устройств. Дополнительные сведения см. в разделе Подтверждение добавления устройства.

5. Перезапустите систему; убедитесь, что система завершает работу и запускается должным образом. Изучите системные сбои, если таковые есть.

6. Для тестирования системы или док-станции подтвердите следующее:

   • USB-устройство флэш-памяти распознается UEFI/BIOS как загрузочный носитель, и система может быть загружена с него.
   • USB-клавиатура распознается UEFI/BIOS и может использоваться для ввода UEFI/BIOS.

7. После запуска системы убедитесь, что устройства отображаются в диспетчер устройств, указывая на правильное перечисление.

8. Проверьте функциональные возможности всех подключенных устройств.

9. Для системы повторите шаги 3–8, подключив к системе док-станцию USB Type-C с этими устройствами, подключенными к док-станции.

   • USB-концентраторы
   • USB-клавиатура
   • USB 3.0 флэш-накопитель

FT Case 3: System Power Transitions

Область применения: Система, док-станция, устройство

Проверка того, что продукт не влияет на переходы питания системы и возможность пробуждения из состояний с более низким энергопотреблением

1. Перезапустите тестовую систему и войдите в Windows.
2. Подключите концентратор USB 3.0 к предоставленному порту USB Type-C в системе. Дополнительные сведения см. в статье Подключение устройства к системе.
3. Подключите USB-устройство к концентратору.
4. Откройте диспетчер устройств в тестовой системе.
5. Убедитесь, что устройства добавлены в диспетчер устройств. Дополнительные сведения см. в разделе Подтверждение добавления устройства.
6. Переведите систему в более низкое состояние питания, например спящий режим или гибернация, с помощью меню "Пуск" или службы автоматизации, описанной ниже.
7. Выведите систему из состояния нижнего энергопотребления. Если устройство поддерживает удаленный пробуждение, используйте его для пробуждения системы. Дополнительные сведения см. в разделе Устранение неполадок пробуждения системы. В противном случае выведите систему в обычном режиме (с помощью кнопки питания или клавиатуры).
8. Убедитесь, что устройство по-прежнему работает. Дополнительные сведения см. в статье Подтверждение функциональности устройства.

Повторите этот тест для других доступных состояний питания системы: спящего режима (S3), гибернации (S4) и гибридного спящего режима.

Примечание

Используйте pwrtest.exe, включенные в комплект драйверов Windows (WDK), чтобы упростить переход к состояниям питания. Дополнительные сведения см. в статье PwrTest.

Случай 4. Выборочная приостановка

Область применения: Dock, устройство

Проверка того, что устройство переходит на выборочную приостановку

1. Подключите анализатор шины USB между тестовым устройством и системой. Дополнительные сведения см. в разделе Использование анализатора для подтверждения выборочной приостановки.
2. Запустите сеанс записи.
3. Разрешить устройству переходить на выборочную приостановку. Подождите 15 секунд, убедившись, что на устройстве не активна передача данных. Например, если тестовое устройство является устройством флэш-памяти, убедитесь, что файлы не открыты. для клавиатуры или мыши оставьте устройство в состоянии простоя.
4. Выведите устройство из состояния выборочной приостановки, выполнив действие. Например, на устройстве флэш-памяти откройте файл ; для клавиатуры нажмите клавишу или переместите мышь.
5. В анализаторе убедитесь, что устройство перешло в состояние выборочной приостановки.

Дополнительные сведения о выборочной приостановке можно найти в следующих источниках:

• Включение выборочной приостановки для HID
• Выборочная приостановка для УСТРОЙСТВ HID через USB
• Демистификация выборочной приостановки

FT Case 5: Dock Identification

Область применения: Dock

1. Перезапустите тестовую систему и войдите в Windows.
2. Подключите док-станцию USB Type-C к системе.
3. Убедитесь, что состояние док-станции правильно определено.

Вариант FT 6. Согласование альтернативного режима

Область применения: Система, док-станция, устройство

Подтверждение согласования альтернативного режима для поддерживаемых режимов

1. Перезапустите тестовую систему и войдите в Windows.

2. Откройте диспетчер устройств в тестовой системе. На начальном экране введите devmgmt.msc в текстовом поле Поиск .

3. Подключите устройство USB Type-C с поддержкой альтернативного режима к порту USB Type-C с поддержкой альтернативного режима в системе; убедитесь, что устройство и система совместно используют по крайней мере один альтернативный режим и что устройство подключено или подключено к внешнему источнику питания, если это необходимо.

   Примечание

   Для аппаратных ключей и адаптеров Type-C убедитесь, что соответствующее периферийное устройство включено и подключено к концу ключа или адаптера, отличного от type-C.

4. Убедитесь, что устройство с альтернативным режимом добавлено в диспетчер устройств. В некоторых случаях устройство в альтернативном режиме может отображаться как устройство мониторинга или другое устройство шины. Дополнительные сведения см. в разделе Подтверждение добавления устройства.

5. Отключите устройство и наблюдайте за изменениями в диспетчер устройств. Концентратор и устройство больше не должны отображаться в диспетчер устройств. Дополнительные сведения см. в разделе Подтверждение удаления устройства.

6. Переверните или измените ориентацию кабеля USB Type-C и повторите шаги 2–5.

FT Case 7: Charging and power delivery (PD)

Область применения: система, док-станция, устройство, поддерживающее протокол usb-питания

Подтверждение зарядки с помощью USB Type-C

1. Выполните тестирование usb-питания в соответствии с определением USB-IF.

2. Перезапустите тестовую систему и войдите в Windows.

3. Для системы выполните следующие действия:

   1. Подключите две системы с помощью кабеля USB Type-C. Убедитесь, что только одна система получает текущую систему.
   2. Если системы содержат несколько портов USB Type-C, подключите два порта USB Type-C в одной системе с помощью кабеля USB Type-C. Убедитесь, что система не заряжается (сама по себе).
   3. Подключите подключенное зарядное устройство USB Type-C (если оно входит в комплект) к порту USB Type-C системы. Убедитесь, что система заряжается.
   4. Повторите шаг 3c выше с зарядными устройствами USB Type-C из других источников.
   5. Подключите устройство USB Type-C к портам USB Type-C систем. Убедитесь, что устройство получает текущую информацию.

4. Для док-станции выполните следующие действия.

   1. Подключите док-станцию к системе с поддержкой USB Type-C с помощью кабеля USB Type-C.
   2. Убедитесь, что док-станция заряжается для подключенной системы.

5. Для устройства выполните следующие действия.

   1. Подключите устройство к системе с поддержкой USB Type-C. Убедитесь, что устройство получает питание от системы.
   2. (необязательно) Подключите устройство к системе с поддержкой USB Type-C. Убедитесь, что устройство будет заряжать систему.

FT Case 8: Role Swap

Область применения: Система

Подтверждение переключения ролей

1. Перезапустите тестовую систему и войдите в Windows.
2. Подключите две системы с помощью кабеля USB Type-C.
3. Подтвердите текущие роли каждой системы.
4. Выполните необходимые действия для замены ролей.
5. Убедитесь, что текущие роли каждой системы изменились.

ST Case 1: System Power Transitions

Область применения: Система, док-станция, устройство

1. Перезапустите тестовую систему.
2. Подключите устройство SUPERMUTT USB к предоставленному порту USB Type-C.
3. Запустите DF — Спящий режим с вводом-выводом во время теста:
4. Повторите шаг 3 с помощью тестового устройства USB Type-C.

ST Case 2: Transfer Events

Область применения: Система, док-станция, устройство

1. Перезапустите тестовую систему.
2. Подключите устройство SUPERMUTT USB к предоставленному порту USB Type-C.
3. Запустите DF — Перезагрузка перезапуска с вводом-выводом до и после теста.
4. Повторите шаг 3 с помощью тестового устройства USB Type-C.

St Case 3: Plug and Play

Область применения: Система, док-станция, устройство

1. Перезапустите тестовую систему.
2. Подключите устройство SUPERMUTT USB к предоставленному порту USB Type-C.
3. Запустите DF — спящий режим и PNP с вводом-выводом до и после теста.
4. Повторите шаг 3 с помощью тестового устройства USB Type-C.

ST Case 4: Device Topology

Область применения: Система, док-станция, устройство

1. Перезапустите тестовую систему.

2. С помощью адаптера USB Type-C A/V подключите все порты адаптера A/V, чтобы можно было использовать все функциональные возможности, как показано на следующем рисунке:

   

3. Если тестируемая система имеет дополнительные порты USB Type-C, повторите шаг 2.

4. Запустите DF — Спящий режим с вводом-выводом во время теста.

Примечание

Во время теста убедитесь, что на устройствах, подключенных с помощью аппаратного ключа USB Type-C A/V, такого как искажение видео или отключение звука.

План тестирования взаимодействия с функциональной системой

Ожидаемая продолжительность: 20 минут

Цель этого плана — определить, может ли система работать с различными типами периферийных устройств и зарядных устройств. Этот план тестирования ориентирован на тестирование из источников, отличных от изготовителя оборудования для системы.

• Системы: Система Windows 10Windows 10 (пк, планшет или телефон) с открытым портом USB Type-C.

• Периферийные устройства

  • Адаптер USB Type-A — USB Type-C — концентратор USB 3.0 — USB-мышь — флэш-накопитель USB 3.0
  • USB-накопитель Type-C
  • Видео usb Type-C (допускается аппаратный ключ)

• Источник питания: зарядное устройство USB Type-C

• Выполнение FT, случай 1. Перечисление устройств для аппаратного ключа USB Type-C. Убедитесь, что каждое устройство перечисляет и работает должным образом. На этом изображении показана рекомендуемая топология для тестирования аппаратного ключа USB типа A.

  

• Выполните FT Вариант 6. Согласование альтернативного режима для оставшихся периферийных устройств в списке. Убедитесь, что каждое устройство перечисляет и работает должным образом.

• Выполните уменьшенную версию FT Case 7: Зарядка и доставка питания (PD) с помощью зарядного устройства USB Type-C. Пропустите разделы, требующие двух компьютеров, и убедитесь, что система может заряжать (принимать питание) с помощью стороннего адаптера питания.

План тестирования совместимости системы удобства использования

Ожидаемая продолжительность: 60 минут

Цель этого плана — определить, может ли эта система выполнять наиболее распространенные пользовательские сценарии с периферийными устройствами USB Type-C. Этот план тестирования предполагает успешное выполнение тестов, описанных в плане тестирования функциональной системы на совместимость. В плане тестирования удобства использования основное внимание уделяется общим сценариям пользователей, систем и устройств.

• Системы: Система Windows 10Windows 10 (пк, планшет или телефон) с открытым портом USB Type-C.

• Периферийные устройства

  • Адаптер USB Type-A — USB Type-C — концентратор USB 3.0 — USB-мышь — флэш-накопитель USB 3.0
  • USB-накопитель Type-C
  • Видео usb Type-C (допускается аппаратный ключ)
  • Usb Type-C A/V dongle (включает видео, USB и, возможно, аудио в качестве одного адаптера)

• Источник питания: два зарядных устройства USB Type-C от разных поставщиков.

• Выполните FT, случай 3. Переходы питания системы для каждого периферийного устройства в списке с помощью аппаратного ключа USB на Type-C. Убедитесь, что каждое устройство перечисляет и работает должным образом до и после изменения состояния питания системы.

  • Настройте адаптер USB Type-A на USB Type-C, как показано на следующем рисунке:

  

  • Настройте аппаратный ключ USB Type-C A/V, как показано на этом изображении.

    

• Выполните вариант FT 2. Загрузка системы с настроенным аппаратным ключом USB Type-C A/V, как показано на предыдущем рисунке, и проверьте следующие сценарии:

  • Система загрузится со всеми подключенными устройствами, а видео будет отображаться на мониторе, подключенном через аппаратный ключ USB-C A/V.
  • Система будет загружаться с USB-диска, подключенного через аппаратный ключ USB Type-C A/V.

Полный план тестирования взаимодействия

Ожидаемая продолжительность: более 180 минут

План тестирования полного взаимодействия охватывает более широкий набор пользовательских сценариев. Выполните эти тесты, когда система устройства готовится к сертификации USB-IF.

• системы

  • Система Windows 10Windows 10 (пк, планшет или телефон) с открытым портом USB Type-C.
  • Дополнительная система Windows 10Windows 10 (пк, планшет или телефон) с открытым портом USB Type-C. система (пк, планшет или телефон) с открытым портом USB Type-C. Мы рекомендуем использовать систему из другой линейки продуктов или изготовителя оборудования.

• Периферийные устройства

  • Адаптер USB Type-A — Type-CАдаптер USB Type-A — USB Type-C — концентратор USB 3.0 — USB-мышь — USB-устройство флэш-памяти USB 3.0
  • Usb Type-C storage drive (USB Type-C storage drive — USB Type-C video ( dongle is acceptable) — USB Type-C A/V dongle (включает видео, аудио и USB как единое целое)

• Источник питания: два зарядных устройства USB Type-C от разных поставщиков.

• Выполнение всех случаев нагрузочного теста функции. Предлагаемая конфигурация для USB Type-C A/V показана на следующем изображении:

  

Подтверждение добавления устройства

• Определите usb-контроллер узла, к которому подключено устройство.
• Убедитесь, что новое устройство отображается под правильным узлом в диспетчер устройств.
• Для концентраторов USB 3.0, подключенных к порту USB 3.0, вы увидите два устройства: одно ниже usb 3.0 и другое ниже полноскоростного концентратора.

Подтверждение удаления устройства

• Определите свое устройство в диспетчер устройств.
• Выполните тестовый шаг, чтобы удалить устройство из системы.
• Убедитесь, что устройство больше не присутствует в диспетчер устройств.
• Для концентратора USB 3.0 проверка, что оба устройства (SuperSpeed и сопутствующие концентраторы) удаляются. Сбой при удалении устройства в этом случае может быть сбоем устройства и должен быть изучен всеми компонентами, участвующими в рассмотрении соответствующей первопричины.

Подтверждение функциональности устройства

• Если устройство является USB-концентратором, убедитесь, что устройства, которые находятся ниже концентратора, работают. Убедитесь, что другие устройства могут быть подключены к доступным портам в концентраторе.
• Если устройство является устройством HID, проверьте его функциональность. Убедитесь, что на панели управления игрового контроллера работает usb-клавиатура, мышь USB перемещает курсор, а игровое устройство работает.
• Звуковое устройство USB должно воспроизводить и/или записывать звук.
• Устройство хранения должно быть доступно и иметь возможность копировать файл размером 200 МБ или более.
• Если устройство имеет несколько функций, таких как сканирование & печать, обязательно проверьте функциональность сканирования и печати.
• Если устройство имеет тип USB-C, убедитесь, что применимые USB и альтернативные режимы работают.

Подключение устройства к системе

• Убедитесь, что устройства USB 3.x используют кабель USB 3.x, соответствующий тестируемму устройству.
• Если устройство не распознано системой, попытайтесь подключить его с помощью другого кабеля того же типа, чтобы проверка из-за неправильных кабелей или соединителей.

Устранение неполадок пробуждения системы

Чтобы устранить неполадки с устройством, которое не может вывести систему из спящего режима, выполните следующие действия.

• Убедитесь, что устройство поддерживает пробуждение.
• Убедитесь, что хост-контроллер, к которому подключено устройство, настроен для пробуждения системы.

Устранение неполадок с отсутствующими состояниями питания

Если тестовой системе не удается достичь состояния спящего режима или гибернации, убедитесь, что на всех устройствах в системе установлены последние драйверы устройств. Одной из наиболее распространенных причин является неподдерживаемое видео карта в системе.

Использование трассировки событий Windows для регистрации проблем

Сведения о том, как включить etw для портов USB 2.0, см. в разделе ETW в стеке USB-ядер Windows 7.

Чтобы включить ведение журнала USB 3.0, выполните следующие команды (или см. статью Запись трассировки событий USB с помощью Logman):

logman start usbtrace -ets -o usbtrace.etl -nb 128 640 -bs 128
logman update usbtrace -ets -p Microsoft-Windows-USB-UCX Default
logman update usbtrace -ets -p Microsoft-Windows-USB-USBHUB3 Default

После записи журналов выполните тестовый сценарий.

Остановите трассировку с помощью следующей команды:

logman stop usbtrace -ets

Использование анализатора для подтверждения выборочной приостановки

Для анализа трафика USB 2.0 и 3.0 потребуется устройство АНАЛИЗАТОРа USB, например LeCroy Voyager M3i, Advisor T3 или TotalPhase Beagle 5000. Эти анализаторы могут записывать и отображать сведения о состоянии канала, необходимые для подтверждения функции выборочной приостановки.

Например, после записи трафика с помощью анализатора TotalPhase в выходных данных появится событие, аналогичное следующему:

Если тест требует, чтобы устройство переключилось в приостановленное состояние, вы сможете <сопоставить приведенное выше событие Suspend> со временем перехода устройства в состояние приостановки.

Использование анализатора для подтверждения переходов LPM U1 и U2

Трассировка анализатора должна явно отображать каждый переход состояния ссылки: в событиях операторы отображаются как "Rx U0 -> U2". Например, с помощью программного обеспечения LeCroy на вкладке Отчет выберите представление времени состояния USB3-канала. Этот параметр показывает состояние связи на оси времени. Обратите внимание, что иногда анализатор может отображать переход от U1 до U2 неправильно. Вы можете увидеть, что ссылка переходит в U1, но восстанавливается из U2.

Отключение выборочной приостановки в диспетчер устройств

Чтобы отключить выборочную приостановку на USB-устройстве в диспетчер устройств, сначала найдите узел устройства в дереве устройств. В этом примере отключите выборочную приостановку в концентраторе, как показано ниже:

Щелкните устройство правой кнопкой мыши и выберите пункт Свойства. Затем перейдите на вкладку Управление питанием .

Чтобы отключить выборочную приостановку, убедитесь, что флажок Разрешить компьютеру выключать это устройство для экономии электроэнергии установлен.

Переворачивание или возврат кабеля USB Type-C

Кабель USB Type-C предназначен для поддержания функциональности пользователя независимо от ориентации кабеля. Переворачивание или возврат кабеля достигается путем удаления кабеля, поворота его на 180 градусов и восстановления кабеля.

Отчеты о результатах теста

Укажите следующие сведения:

• Список тестов (в порядке), выполненных до неудачного теста.
• В списке должны быть указаны тесты, которые завершились сбоем или пройдены.
• Системы, устройства, док-станции или концентраторы, которые использовались для тестов. Включите make, model и веб-сайт, чтобы при необходимости можно было получить дополнительные сведения.