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在當今現代社會中，許多日常活動都受到智能科技不斷進步的影響，其中有一個概念被稱為物聯網（Internet of Things，簡稱IoT），透過物聯網裝置，我們可以將物理物件連接在廣大的有線和無線網路之中，這對於未來技術的發展意味著什麼呢？ 當物聯網裝置不斷擴大其影響範圍，並在我們的世界中發揮影響力時，社會可能會變得如何？ 這是一些值得思考的問題，但讓我們首先討論一下物聯網裝置的確切定義。 什麼是物聯網 (IOT)？ 由於科技的不斷進步和現代社會的成長，物聯網裝置已經無處不在，物聯網是實體世界與數位世界之間的橋樑，透過使用各種技術，如感應器和執行器 (actuator)，物聯網裝置能夠在無線和有線網路（如互聯網）中建立、監控、和維護連接，透過將這些裝置連接到互聯網並共享資料，物聯網主要目的在於提升生活的效率、便利性、和生產力，包括農業、工業、個人健康和教育等各個領域；物聯網的應用正在不斷擴展，涵蓋了各種行業和領域，目前在各個產業中熱門的物聯網應用舉例如下： 智慧居家：物聯網技術讓我們能夠控制和監控家中的各種裝置，例如照明系統、安全系統、恆溫器、和家電等，進一步提高居住品質和節能效果。 工業自動化：物聯網的應用在工業領域中，如製造業、物流和供應鏈管理，可以實現自動化、監控、和遠端控制，提高生產效率和資源利用率。 智慧農業：透過感測技術和物聯網連接，農業領域可以實現精準灌溉、溫度監控、作物生長追蹤、和智慧化管理，提升農作物產量和質量。 醫療保健：物聯網在醫療領域的應用包括遠端醫療監護、智慧健康追蹤、和醫療裝置連接等，提供更有效和便捷的醫療服務和健康管理方式。 智慧交通：物聯網技術應用在交通領域上，可以實現智慧停車、交通監控、智慧交通訊號、和車輛連接等應用，提高交通流暢度和安全性。 城市管理：物聯網技術可以用於智慧城市管理，包括垃圾收集、能源管理、街燈監控、空氣品質監測等，提高城市運營效率和居民生活品質。 零售業：物聯網的應用在零售業中，如智慧型貨架、物流追蹤、顧客行為分析、和個性化行銷等，改進購物體驗並提供更精確的服務。 能源管理：物聯網技術可以幫助能源行業實現能源監測、節能管理、智慧電網、和可再生能源整合等，提高能源使用效率和可持續發展。 環境監測：物聯網可以應用於環境監測領域，如水質監測、空氣品質監測、垃圾管理等，幫助保護和維護環境的健康和可持續性。 教育領域：物聯網在教育中的應用包括智慧教室、學生追蹤、虛擬實境學習等，提供更互動和個性化的學習體驗。 物聯網 (IOT) 的歷史 儘管智慧科技的大部分進展發生在近年，物聯網（Internet of Things，簡稱IoT）的概念早在二十世紀末就已經存在，物聯網裝置可以將物理物體透過有線和無線網路連接起來，與不斷發展的現代社會相互影響；那麼，隨著物聯網裝置不斷擴展其影響力和範圍，對未來科技進步和社會的影響又會是怎樣的呢？ 在過去的數十年中，許多人都在思考物聯網裝置和傳感器的想法、構想、夢想，甚至一些基本元素；然而，直到1990年代末期，凱文·阿什頓 (Kevin Ashton) 提出了 "物聯網" 這一術語，以及利用物聯網裝置來連接兩個世界的理論，人們才開始真正看到這一全新概念的即時應用；凱文·阿什頓是英國伯明翰的科技先驅，也是麻省理工學院（MIT）自動識別中心（Auto-ID Center）的共同創始人，除了賦予 "傳感器" 在數位世界和物理世界之間互相傳輸訊息的想法與生命力外，阿什頓還在全球射頻識別（RFID）的標準系統開發方面起到了重要作用。 隨著電腦從巨大笨重的盒子變成了微小輕薄的手機、健身手錶等等，阿什頓的術語變得越來越有意義，因為物理世界和數位世界的聯繫越來越緊密。 圍繞我們的日常 IOT 裝置 正如前面所討論的，物聯網裝置已成為我們個人生活中不可忽視的一部分，隨著越來越多的物理訊息被這個網路中的裝置記錄、收集和儲存，它們對社會運作的方式變得越來越重要；那麼，這些裝置的一些例子是什麼？這種方式真正收集了多少訊息呢？ 不同類型的物聯網裝置：消費者、商業和工業 為了開始回答這些問題，我們首先要看一下不同類型的物聯網裝置，由於智慧科技在各個產業中不斷發展，最好將物聯網裝置分為不同的類別；雖然物聯網裝置有許多類別和子類別，但有三個最廣泛的類型，包括：消費者物聯網、商業物聯網、和工業物聯網（IIoT）。 消費者物聯網是指面向廣大消費市場，提供的無線和有線連接裝置，這些裝置主要增強人們生活中各個方面的便利性、舒適性和控制性，這些技術的例子包括：可穿戴智慧手錶、健身追踪器、家庭自動化裝置、個人助理裝置、和智慧手機等等，這些物聯網網路的各個組件都需要大量的電力來建立和保護全球範圍內的連接。 還有商業/公共空間物聯網裝置，這是一組在商業環境、或其他公共場所使用的物聯網裝置；商業環境，如醫療設施、酒店場所、辦公室、零售店、以及學校和圖書館等其他公共場所，都受到物聯網裝置持續發展和應用的影響，現今這個時代的每個商業樓宇，幾乎都利用物聯網裝置在各個方面提高運營效率、客戶體驗、和資源管理。 在這個領域內的一些物聯網裝置的例子包括：智慧安全系統，它將攝影機、運動感應器、和門禁控制裝置與雲端平台相結合，以增強監控和安全管理。此外，學校等公共場所可能在教室內使用各種智慧解決方案，如投影機或智慧顯示器，以幫助教師進行教學。隨著公共基礎設施的設計和規劃與電腦科技的不斷交融，越來越多的商業和公共空間將配備傳感器，連接到不斷增長的物聯網網路。 此外，還有工業物聯網，其中包括在工業環境中輔助並監控資料的裝置，包括製造廠和工廠，該領域的企業透過將他們的倉庫/系統升級為智慧工廠，並投資於最新、最先進的裝置和工具，包括傳感器、執行器、控制器、機器人、和其他機械裝置，這些物聯網裝置有助於監控和控制工業過程，提高運營效率和安全性。 Total Phase如何推進嵌入式系統和物聯網（IoT）的發展 Total Phase通過創新的解決方案和產品，致力於推進嵌入式系統和物聯網（IoT）的發展，以提供開發人員所需的工具，使其能夠簡化開發過程為核心，Total Phase提供了一系列尖端技術。 Total Phase在推進嵌入式系統和物聯網（IoT）開發方面的重要方式之一，是透過其Promira I2C/SPI/eSPI 多用協定分析平台，Promira平台能夠快速且輕鬆地傳輸資料，以確保在各種領域和產業的工作無間斷；此外，該裝置能夠使用更廣泛的電壓範圍，以更高的速度運行，並且可以進行廣泛的測試配置，以適應不同項目的不同需求；透過高效的嵌入式編程工具和封包產生器，工程師可以將特定資料提供給各種嵌入式應用程式，使其更容易與現有的物聯網（IoT）裝置連接。 另一個關鍵的產品是Komodo CAN Duo封包產生器/協定分析儀，它提供了無侵入式監控功能，可用於各個產業的產品開發、測試和測試，包括：汽車、軍事、醫療等等，Total Phase致力於提供先進的工具和技術，幫助開發人員實現更高效的嵌入式系統和物聯網（IoT）開發。 觀看 Total Phase 的影音介紹以了解更多： 展望未來，我們可以預見物聯網（IoT）裝置將繼續發展並與我們的日常生活融合，包括；在家庭、商業運營、醫療和製造過程中，新的物聯網（IoT）裝置不斷推出，現有裝置也在不斷重新調整和更新，以應對不斷變化的需求和趨勢；隨著技術的改進，這些裝置很可能也會得到改善，將我們帶入一個無縫連接物理世界和數位世界的未來。 對於物聯網（IoT）裝置的潛在未來，只有我們個人的想像力是個限制因素，感謝電腦科學和技術的不斷進步，隨著時間的推移，越來越多的裝置肯定會重新設計，包括傳感器和與其技術，使其從普通裝置變成物聯網（IoT）裝置，擴大了我們與連接的數位網路的接觸點。 物聯網（IoT）裝置的潛在未來可以用一個詞來形容：廣闊！在不久的將來，我們可以期待物聯網（IoT）裝置在各個領域的廣泛應用，為我們帶來更便捷、智慧和互聯的生活方式。 延伸閱讀 匯流排測試解決方案總覽 瀏覽 Total Phase 所有技術文章 >

客戶詢問：MDIO協定訊號測試需求 我正在尋找一個能夠根據IEEE 802.3u第22條：寫入和讀取MDIO協定的測試工具； 您推薦哪些測試工具和軟體應用程式？ 回覆：IEEE 802.3u MDIO協定訊號測試工具 感謝您的提問！對於根據IEEE 802.3u第22條：寫入和讀取MDIO協定（Management Data Input/Output）訊號的測試需求，我們建議以下工具和軟體應用程式：  Promira I2C/SPI/eSPI 多用協定分析平台 Beagle I2C/SPI 協定分析儀 IEEE 802.3u MDIO協定簡述 MDIO是PHY（物理層）和STA（站點）之間的雙向訊號，它用於在PHY和STA之間傳輸控制訊息和狀態；控制訊息由STA與MDC同步驅動，並由PHY同步取樣；狀態訊息由PHY與MDC同步驅動，並由STA同步取樣。MDIO必須通過三態電路驅動，使STA或PHY可以驅動訊號，透過22.6中指定的機械介面連接到MII（介面管理器）的PHY，應提供一個上拉電阻，以保持訊號處於高電平狀態，STA應在MDIO訊號上添加下拉電阻，以利用MDIO的靜態狀態來確定是否透過22.6中定義的機械接口連接了PHY到MII。這些上拉和下拉的值的限制在IEEE 802.3u 22.4.4.2中定義。 這個協定通常用於網路交換機、網路介面卡、和其他網路設備的管理和監控功能，因此，測試這個協定的主要目的，是確保裝置能夠正確地進行MDIO協定的通訊和操作，包括對設備的配置、監測和故障排除等，確保網路設備的正常運作和管理功能的可靠性。 主動讀寫 MDIO 透過Promira平台，您可以透過模擬SPI或GPIO線路上的MDIO來控制每個單獨的訊號，您可以按照以下方式使用這些訊號線：  驅動MDC時脈訊號，類似於SPI時脈 使用雙向GPIO線路作為MDIO訊號 Promira平台可以透過I2C應用程式授權（I2C Active - Level 1或Level 2 Application）來支援這些功能。 我們還建議使用Promira Software API I2C/SPI Active來開發自定義應用程式，這樣，您可以編程兩個GPIO引腳來產生MDC時脈，並控制雙向的MDIO資料。事實上，您將模擬一個MDIO主機，需要注意的是，由於是軟體驅動的時脈訊號，您只能控制時脈訊號的邊緣，而無法控制時脈訊號的低電平和高電平期間的持續時間。 如需了解Promira平台的所有功能概述，請參閱該規格書。 非侵入式監控 MDIO 如果需要監測和分析資料，我們建議使用Beagle I2C/SPI協定分析儀，這是一款非侵入性的匯流排監視器。這款Beagle I2C/SPI分析儀可以監測MDIO（符合IEEE 802.3u第22條款和第45條款）高達2.5 MHz的速率，以及高達24 MHz的SPI資料和5 MHz的I2C資料。 請注意，要監測MDIO流量，請下載並使用Beagle I2C/SPI分析儀的Data Center軟體v2.20版本。或者，您可以使用Beagle軟體API來建立一個更加符合您系統需求的自定義腳本；有關API指令的資訊，請參閱Beagle協定分析儀使用者手冊中的MDIO API部分；此外，API還提供了功能腳本，您可以直接使用或根據需要進行修改。 請注意，要準確捕捉MDIO訊號，需要正確設置取樣率，對於MDIO監測，取樣率的最低要求是匯流排位元率的兩倍。 以下是MDIO訊號的硬體介面： 引腳8管理資料的輸入/輸出： 此訊號是雙向的，用於STA和MMD之間的資料傳輸。 引腳7是管理資料時脈： 這是一條由STA驅動並同步MDIO線上資料流的控制線。 Beagle分析儀的訊號電平為3.3V： 如果要監測更低電壓的MDIO匯流排，可以使用Level Shifter Board（電平轉換板）。 如需了解Beagle I2C/SPI協定分析儀的所有功能概述，請查閱該資料書。 使用 Beagle I2C/SPI 協議分析儀監控 MDIO 使用Beagle I2C/SPI協定分析儀可以監測MDIO流量，但較新版本的Data Center不再支援此功能，從版本3.00開始，Data Center不再支援MDIO，未來版本的軟體也不太可能添加此支援。 目前支援情況： Data Center的v2.20版本或Beagle API的任何版本，可以使用Beagle I2C/SPI協定分析儀監測第22條和第45條的MDIO。 Mac用戶需要安裝X11以運行Data Center。 另外，請注意所有訊號應至少具有3.0V的邏輯高電平，如果要監測較低電壓的MDIO匯流排，您可以使用我們的Level Shift Board。 如果您需要更多資訊，歡迎與我們聯繫。 延伸閱讀 Total Phase I2C/SPI主機轉接器和協定分析儀的詳細比較 > 匯流排測試解決方案總覽 > 瀏覽 Total Phase 所有技術文章 >

三星半導體 (SAMSUNG) 在2022年5月即宣布推出通用快閃記憶體儲存4.0（UFS 4.0）晶片，這一消息引起了消費電子產業的廣泛關注；UFS 4.0是UFS 3.1的升級版本，帶來顯著的性能和效能改進；成立於2017年的KIOXIA (前身東芝記憶體Toshiba Memory) 也於近期推出新一代高效能 UFS 4.0 嵌入式快閃記憶體存放裝置；高通 (Qualcomm) 也於2022年11月發表新一代的旗艦行動平台 Snapdragon 8 Gen 2同樣支援UFS 4.0；三星Galaxy S23、Vivo X Fold 2、華碩ROG Phone 7等採用高通處理器也成為UFS 4.0儲存的智慧型手機產品；同時間聯發科技 (Mediatek) 推出的天璣 9200旗艦行動平台也將UFS 4.0列入標準配置，包含OPPO Find X6、Vivo X90 Pro、iQOO Neo8，兩大Android陣營皆為了提供用戶更快的儲存速度和效率，讓用戶享受更流暢、高效的使用體驗，而紛紛導入UFS 4.0。 通用快閃記憶體儲存（UFS, Universal Flash Storage）技術在近年來迅速普及，起初，由於價格昂貴，UFS技術只適用於高階旗艦手機，如今，它已經廣泛應用於中階手機產品中；自2010年問世以來，UFS儲存技術已經經歷了三次重要的演進，並持續提升性能。 讓我們快速了解一下通用快閃記憶體儲存（UFS）是什麼？ UFS是一種全雙工接口的儲存標準，允許同時讀取和寫入，於 2016 年左右開始在 Android 智能手機生態系統中流行起來，為智慧型手機、數位相機、和平板電腦等設備中被廣泛應用的儲存標準，並取得了更好的表現，它優於傳統的 eMMC 儲存，eMMC 使用並行、或半雙工接口，一次只允許其中一個操作，如果將高性能的SoC與慢速的eMMC儲存結合在一起，應用程式的啟動時間可能會變得緩慢，出現卡頓、和整體性能下降的情況，這就是為什麼現在除了價格低廉的Chromebook等設備外，很少見到使用eMMC儲存技術的產品。 相較於 eMMC 儲存，UFS 儲存具有更快的讀寫速度和更高的效能，這是因為 UFS 儲存可以同時執行多個讀寫操作，而不需要逐個執行，這樣的設計使得 UFS 儲存能夠更有效地處理資料，提供更順暢的使用體驗。 圖片來源：Samsung 此外，UFS 還支援更大的頻寬，能夠實現更快的資料傳輸速度。在使用 UFS 儲存的設備上，使用者可以更快地讀取和寫入文件，進行應用程序的加載和執行操作，以及進行多媒體內容的播放等；因此，由於其性能優勢和更好的使用體驗，UFS 儲存技術在中高端市場中佔據了主導地位，成為許多消費者和製造商的首選。 UFS 4.0 UFS 4.0是 JEDEC（聯合電子裝置工程委員會）通過的通用快閃記憶體儲存的最新標準，JEDEC是一個全球性組織，致力於為微電子開發制定開放式標準；UFS 4.0 具有令人驚豔的性能，UFS 4.0能夠實現高達4200MB/s的讀取速度和高達2800MB/s的順序寫入速度。相較之下，UFS 3.1的讀寫速度分別為2100MB/s和1200MB/s。除了極大的速度提升外，UFS 4.0還具有高度的節能性能，效率提高了46%。在這個新標準中，每條通道的速度可達到23.2Gbps，是前一標準的兩倍快。搭載UFS 4.0的設備將能夠以驚人的速度讀取和寫入數據，提供更順暢的應用體驗。同時，UFS 4.0具有更高的能源效率，可以延長設備的電池壽命，讓用戶能夠更長時間地使用設備。 為何 UFS 4.0 對於未來的智慧型手機是不可或缺的？ 對於智慧型手機而言，快速的儲存速度和處理器同等重要；若手機的儲存速度不夠快，你會發現開機時間較長、應用程式載入時間延遲、並增加能源消耗；儘管UFS 3.1的性能已經非常出色，但UFS 4.0帶來了更進一步的提升，由於更大的頻寬，使用者將體驗到遊戲和應用程式載入時間的明顯改善；同時，需要大量資源的任務，例如高畫質影音編輯、或高幀率錄影等，也將受益於這項新技術；此外，相較於UFS 3.1，UFS 4.0的能源效率提升了46%，對於智慧型手機的電池壽命有著正面的影響。 UFS 4.0 的協定驗證與分析 Protocol Insight 的 Falcon G500C 為 UFS 與 UniPro 除錯與一致性測試的業界領導解決方案，其整合了 UFS 和 UniPro 協議分析，支援 UFS 4.0, UniPro 2.0, 及 MIPI M-PHY 5.0 HS-G5 的雙向鏈路探測；此外，它也是通訊協定的模擬試驗分析工具，提供 UniPro 2.0、UniPro 1.8 和 JEDEC JESD224A UFS一致性測試套件 (CTS)；更值得一提的是，Falcon 提供豐富的智慧化測試工具，允許自動化測試，並使用智慧化工具自動分析封包；亦可自行定義極端狀況、邊緣或壓力測試等測試案例，大幅提升測試效率。 關於 Protocol Insight Protocol Insight 為行動運算開發者提供測試與驗證工具，並有深厚的產品開發經驗，作為UFS、UniPro協定分析與驗證市場領導者，Protocol Insight參與UniPro 1.61 ~2.0完整性測試標準，且是唯一UFSA協會認證工具，協助所有MIPI UniPro與UFSA之UFS IOT研討以及插拔大會。 文章來源：Android Authority

有效的電源操作和能源優化是許多物聯網市場的主要目標，MIPI 的白皮書將介紹物聯網產品架構和產品設計，如何運用一系列 MIPI I3C 功能，以實現其設計目標，以滿足這些市場需求。 此白皮書的文章架構 在對市場趨勢進行簡要概述後，首先介紹了I3C介面，然後分為幾個部分，探討I3C協定中與物聯網裝置能源效率最相關的選定技術特性： 以下是本文將對I3C以下的功能進行詳細描述： I3C匯流排的電氣特性 路由功能 匯流排活動狀態管理 帶內中斷（In-Band Interrupts abbr.IBI） 熱插拔（HJ）以及裝置間隧道（D2DT） 對於每個功能，將解釋其在能源和功耗效率上的優勢，然後介紹其技術內部運作方式。 註：本白皮書僅為描述性質，不旨在取代MIPI I3C規格（I3C v1.1.1 [MIPI01]和I3C Basic v1.1.1 [MIPI02]）。 物聯網傳感器介面的市場趨勢概述 物聯網（IoT）有望提升全球每位公民的生活品質，並帶動全球經濟增長；擴展的無線連接、體積更小、速度更快、且能效更高的電子元件，以及更強大的軟體技術，這些正推動著一個競爭激烈的物聯網裝置市場快速發展；預計到2025年，消費者和企業應用領域的物聯網裝置將超過240億台，目前，物聯網服務已在市場上廣泛應用，涵蓋了幾乎所有行業，包括：汽車、消費電子、企業、醫療保健、工業、智慧建築、智慧城市、智慧居家、公用事業等領域，這些趨勢將持續推動物聯網技術的創新，為人們提供更智慧、更便捷、更高效的解決方案。 消費者的物聯網領域主要成長來源，預計將來自智慧居家、消費電子、可穿戴裝置、和智慧駕駛等；在企業物聯網市場中，成長的關鍵領域包括智慧建築、公用事業、零售、智慧城市、製造、和醫療保健等；對於許多物聯網應用而言，功耗是一個極為嚴格的要求。 圖1 物聯網裝置的預測 (按地理區域劃分) MIPI已開發了I3C規格，重點在於支援目標市場的主要設計目標的技術特性：可擴展的性能、低功耗、和低電磁干擾；MIPI了解到在物聯網的世界中，有限的能源使用和低功耗是主要關注的問題，因為許多物聯網裝置是電池操作或具有有限的可用電源。 此白皮書重點介紹了I3C的功能，幫助開發人員實現他們的能源和功耗效率目標，為了確保技術和商業上的成功，了解I3C技術的這一部分並充分利用它是至關重要的。 MIPI I3C 和 I3C Basic 簡介 MIPI Alliance的I3C介面是一個演進式的標準，它改進了I²C的功能，同時保持向後相容性，I3C提供了在主機 (Host) 處理器、微控制器和周邊裝置之間的靈活多點介面，以支援現代架構下的嵌入式系統，MIPI I3C的主要目的有三個： 嵌入式系統內的通訊標準化，並使用可重新配置的匯流排 減少使用的物理引腳數量 支援高速、低功耗的資料傳輸，最高可達33 Mbps 在I3C（但不包括I3C Basic）中，透過使用多通道配置，可以進一步提高33 Mbps的限制： 雙通道（x2通道）和四通道（x4通道）操作均可被實現，分別將資料速率增加兩倍和四倍，儘管硬體複雜性稍有增加。 開發MIPI I3C介面是共同努力，確定真正的市場需求，進一步定義標準，並整合來自領先的SoC、微控制器、感測器樞紐和感測器供應商的技術貢獻。 MIPI I3C最初是為行動應用而設計的，目的在成為可用於任何感測器的單一介面，然而，I3C規範已成功應用於汽車、消費品、和其他智慧手機以外的應用領域；在物聯網應用空間中，I3C具有卓越的優勢，因為它提供了高速資料傳輸並且功耗極低，這對於大多數物聯網嵌入式系統來說非常理想，因為這些系統通常有嚴格的功耗限制。 MIPI I3C基礎知識 MIPI I3C介面使用類似I2C的介面，具有一條稱為SDA (Serial Data) 的漏極開路輸出訊號 (open drain) 和一條稱為SCL (Serial Clock) 的推挽輸出 (push-pull) 訊號，I3C匯流排控制器裝置以通訊匯流排速度最高達12.5 MHz來驅動SCL，實際的資料傳輸速率約為11 Mbps。 I3C提供了幾種不同的資料傳輸模式，基本時脈速率最高可達12.5 MHz： 標准資料傳輸率（SDR）模式：與I2C相同，SDA線由SCL線時脈控制 高資料傳輸率（HDR）為四種不同的模式，速度均快於SDR模式 雙倍數據率（HDR-DDR）模式： SDA在每個SCL邊緣轉換時（而不是每個時脈周期）被時脈控制，有效地使資料傳輸速率翻倍，而時脈速率本身並未增加。 三元符號純匯流排（HDR-TSP）模式（不包括在I3C基本規範中）： 在此模式下，SDA和SCL失去了一般的功能，資料以三元符號的形式傳送，有效資料傳輸速率大致增加了三倍，但是，在TSP模式下，無法在I3C匯流排上使用I2C裝置。 三元符號傳統（HDR-TSL）模式（不包括在I3C基本規範中）： 類似於TSP模式，但與I2C相容，並且僅具有2.5倍的速度增益（略有降低）。 批量傳輸（HDR-BT）模式： 類似於SDR模式，但以區塊為導向 (block-oriented)，使用第9個消息位元（在SDR模式中為奇偶校驗位元或T位元）作為資料，相對於SDR模式，可實現20%的資料傳輸速率增益，資料完整性透過CRC進行檢查。 I3C定義了幾個I3C裝置類別： 主控制器（Primary Controller） 次級控制器（Secondary Controller） 路由器和橋接裝置（Router and Bridge Devices） 目標裝置（Target） 在系統中，只能有一個主控制器，具備相應能力的目標裝置可以要求成為次級控制器；裝置成為次級控制器的能力，會在匯流排配置暫存器（BCR）中的裝置角色位元中表示，授予次級控制器角色是主控制器的一項任務，匯流排地址長度為7位元，所有匯流排位址在匯流排初始化時動態分配，這種位址分配主要由主控制器執行；然而，在特定情況下，次級控制器也可以進行動態地址分配。 在I3C規範中，操作電壓和相關電氣特性的範圍，介於1.2V至3.3V之間；此外，I3C Basic還定義了1.0V的操作條件。 此白皮書稍後將詳細介紹兩個非常有用的I3C功能，分別是帶內中斷（IBI, In-Band-Interrupt）和熱插拔（HJ, Hot-Join）： IBI允許I3C目標在無需任何帶外訊號或輪詢機制的情況下發起中斷。 HJ允許I3C目標在已經配置好的I3C匯流排上被加入。 這兩個功能都帶來了顯著的功耗效率優勢。 除了電氣和純硬體功能外，MIPI還投入了大量努力來標準化匯流排管理、配置和操作；透過一組精心選擇的共通指令碼（CCC），實現了這一目標，CCC 管理著像啟用和禁用的事件、分配動態地址和許多其他常見匯流排管理任務等標準操作，CCC消息可以直接發送給單個目標，也可以發送給一組目標，或者以全局廣播方式發送給I3C匯流排上的所有目標，群組位址功能在I3C v1.1中引入。 I3C 實現功耗效率 實現I3C中的功耗效率最佳化是多個因素共同作用的結果。在本節中，我們將介紹對功耗效率影響最大的因素。 影響能源效率的參數 為了了解哪些參數影響能源效率，參考圖2所示的典型物聯網裝置是很有幫助的，在該裝置中，微控制器作為匯流排的主控制器，感測器是主要的資料產生器，它們可以以連續循環的速率運行，也可以根據事件不規則地生成資料（例如，當溫度超過預設的觸發點時），還可能存在其他周邊，例如：顯示器、使用者輸入（例如按鈕、旋鈕、觸控）和通訊單元，通訊通常是無線的，且通常是使用低功耗廣域網路（LPWAN）、Wi-Fi、藍牙、或使用行動網路 (cellular) 的物聯網。 圖2：典型物聯網裝置的架構 對於這樣的系統，影響能源使用的參數可以分為以下幾個類別： 匯流排的電氣特性： 包括操作電壓、匯流排長度、輸出端子的類型（例如漏極開路電路Open Drain上拉、推挽 (push-pull)）、輸入端子的電容、以及匯流排上活躍的裝置數量。 傳輸或接收一定數量位元所需的CPU週期數。 在空閒模式下保持裝置存在匯流排上，而不會妨礙匯流排活動並保持系統完全可用的能力。 高效處理同步和非同步事件。 對系統子組件進行選擇性功耗管理。在圖2的範例中，顯示出只在有資料需要發送/接收時，才給通訊單元供電。 I3C匯流排的電氣特性 MIPI I3C卓越的功耗表現，主要得益於I3C匯流排本身的電氣特性。 在估算匯流排的功耗時，主要的貢獻因素包括： Shoot-thru 輸出端子的通電電流： 這發生在線路轉換期間，通電電流的大小取決於用於輸出端子的技術，優化通電電流的功耗，可透過減少每個位元傳送的訊號轉換次數來實現。 匯流排電容的充放電： 匯流排電容是匯流排線的電容、和輸入/輸出端子的電容之和，在I3C中，假定每個裝置的平均輸入電容為5 pF（若 < 1.8V），或者10 pF（若 > 1.8V），而總的匯流排電容低於50 pF。 上拉電阻的電流： 這個電流僅在SDA線路被拉低時存在，上拉電阻（或動態電阻）的值，是訊號上升時間和電流消耗之間的折衷；在I3C中，對於VDD > 1.4V，則會設定為3 mA；而對於VDD < 1.4V，這會被設定為2 mA。 圖3：匯流排電容的來源 SDA和SCL線路的運作 驅動SCL線路 SCL線始終以推挽 (push-pull) 模式操作，避免了與上拉電阻電流相關的問題；然而，推挽 (push-pull) 操作在I2C的向後相容性方面存在一個限制，在I2C中，SCL是一條漏極開路訊號線，控制器驅動該線路，而在I3C中，目標裝置可以將SCL保持低電平，直到SDA位元被處理（"時脈擴展, clock stretching "），時脈擴展很少被使用，通常僅在微控制器目標中的軟體驅動上實現I2C協定時使用，由於SCL線上的推挽 (push-pull) 驅動，不允許在I3C匯流排上操作執行時脈擴展 (clock stretching) 的I2C裝置。 Figure 4 I3C Bus Line Types 驅動SCL線路 SDA線路的管理比SCL線路更為複雜，根據傳輸的狀態和階段，SDA線路將在上拉、pull-up、和高保持模式之間切換，這些模式之間的動態切換由控制器和目標裝置共同管理；為了最小化通過上拉電阻的電流，我們已經努力減少SDA線路處於漏極開路模式的時間，慢速上升邊緣還使得SCL的低電平部分大於200 ns，是名義上的40 ns的5倍！這將減慢匯流排的傳輸速度。 圖5：典型的I3C資料傳輸 圖5展示了在3.3V、20 pF匯流排負載和2.83 kΩ條件下，在I3C匯流排上執行資料傳輸的過程。 主控制器透過執行START序列來啟動傳輸： 首先拉低SDA，然後拉低SCL，此時，SDA處於開漏模式，在黃色方塊中，主控制器發送七位元的I3C廣播位址 - 7ꞌh7E，此保留位址僅被I3C裝置識別；根據I2C規範，可能在匯流排上的任何I2C裝置將忽略它。 在此期間，由於位址是可爭取的，SDA必須保持在漏極開路模式；這表示目標裝置可以透過發送自己的位址到匯流排上來請求操作；在傳輸的這部分中，由於漏極開路模式的上升邊緣較慢，SCL時脈無法以全速運行，為了優化功耗，SDA被保持高電平盡可能長的時間（即位址7ꞌhFE中的1位元連續），不消耗電流，直到最後一位元和RnW位都為0；由於處於漏極開路模式，資料只能以較低的速度傳輸（每位240 ns）。 如果至少有一個目標裝置對廣播進行了確認，那麼主控制器就知道它位於I3C匯流排上，然後，它可以發出一個重複的START（在I3C匯流排上的任何I2C裝置都會忽略該訊號），從這一點開始，SDA線將永久切換到更快、更高效的推挽 (push-pull) 模式，根據傳輸類型，SDA線將由主控制器或目標裝置驅動，一旦進入純I3C模式，主控制器可以透過發出重複的START序列來發送命令序列，從而始終保持線路處於推挽 (push-pull) 模式；在純I3C模式下，SCL線路可以以最大可能的速度運行，從而減少執行匯流排傳輸所需的時間。 請注意，只有在與物理匯流排佈局相容的情況下，才能達到12.5 MHz的最大時脈速度，這是設計師必須考慮的重要因素，可透過控制匯流排電容和線長來控制它。 正如圖5所示，這個I3C的傳輸過程經過精心設計，主要用意在於極大地提高效率，以最小化功耗。 閱讀全文 | 歡迎下載 MIPI White Paper MIPI 技術文章推薦閱讀 Debug for I3C 文章概要： MIPI I3C的除錯介面是一個用於在除錯和測試系統（DTS）與目標系統（TS）之間傳輸除錯控制和資料的最小引腳裸機介面，該規範以動態方式處理網路拓撲，非常適用於提供靈活且可擴展的除錯和測試規範，用於支援行動裝置、物聯網（IoT）、汽車和其他應用場景。 MIPI I3C的除錯介面允許系統設計師透過低頻寬的MIPI I3C 介面，高效且動態地針對應用處理器、電源管理整合電路、調變解調器、和其他需要進行電源管理的組件進行除錯和測試，該介面只需少量引腳，便可在任何大小的系統中實現多元件連接。 該介面可在專用除錯或共享匯流排拓撲下實現多元件連接，只需兩條線路，支援多個入口點，並可在元件關閉電源並重新啟動後保持網路連接。 相關產品 Binho I3C Basic 通訊協定分析儀 Binho率先推出I3C 基礎通訊協定分析儀，支援最新 MIPI I3C Basic V1.1.1 版本，達 2.5MHz 單資料速率模式 (SDR Mode)、直接及廣播通用命令代碼 (CCC) 的解碼，以及In-Band 帶內中斷與 Hotjoin 熱啓動要求，為韌體開發與嵌入式系統測試的解決方案；讓您將笨重的 silicon 驗證裝置留在實驗室裡，同時為您省下大筆預算。 關於 Binho Binho總部位於美國加州，致力於通訊協定測試工具的研發，為一個獨立自主的研發團隊，一個由工程師、設計師和發明家組成的團隊攜手構建產品，我們堅信每位工程師、開發人員和創造者都會很高興擁有他們在他們的工具包中創造未來。 關於 MIPI Alliance MIPI Alliance（MIPI）是為行動和行動應用關聯性 (mobile-influenced) 的產業開發介面規範的組織，每一款現代智慧手機都至少使用了一項MIPI規範；MIPI聯盟成立於2003年，即將迎來其20週年慶典，該組織擁有超過375家全球會員公司和15個活躍的工作小組，致力於為廣大的行動生態系統提供規範；組織的成員包括：手機製造商、裝置原始設計製造商（OEM）、軟體供應商、半導體公司、應用處理器開發商、IP工具供應商、汽車製造商和Tier 1供應商、測試儀器商，以及相機、平板電腦和筆記型電腦製造商等；欲了解更多資訊，請至 www.mipi.org。

光纖問題的潛在原因 光纖連結出現問題可能是由於各種原因引起的，一個非常常見的問題是連接器未完全連接 - 在擁擠的線路配接板中往往難以察覺，或者可能是由於連接器本身的品質問題，例如：不符合IEC PAS 61755-3標準定義的參數，包括拋光角度、光纖高度、曲率半徑、或頂點偏移的不良端面幾何形狀。 更常見的原因是現場在終端處理不良，導致氣隙和插入損耗過高，或連接器端面出現刮痕、缺陷和污染；事實上，污染仍然是導致光纖故障的主要原因 - 灰塵、指紋和其他油質物質會導致過多損耗，有時還會對連接器端面造成永久性損壞。 問題也可能是由於故障的融接接頭、錯位或錯誤極性引起的，不良的纜線管理可能會對連接器施加壓力，造成錯位，或者連接器可能未正確安裝並與其對應物連接；連接器或轉接器上的插鎖機制磨損或損壞，有時也是問題的原因；在網路進行連結時，光纖可能出現微彎曲或宏彎曲，或者在光纖的某個位置斷裂而損壞。 整個纜線系統的設計，也可能是光纖連結出現插入損耗和性能問題的原因，即使所有連接器都是高品質的、沒有污染並且正確的端點接合，如果通道中的連接過多，損耗可能會超過特定應用的規格；同樣的情況也可能由於違反多模光纖的距離限制而產生，導致高模態色散。 視覺化呈現的故障定位器 (VFL) 最簡單的故障排除工具是視覺化的故障定位器，或稱為VFL（Visual Fault Locator），這是一種廉價的工具，幾乎應該存在於每位光纖技術人員的工具包中，VFL使用明亮的雷射光束（通常為紅色），這種光束可以被人眼輕易看到，不像系統中使用的無形紅外線光。 VFL非常適合從連結的一端到另一端測試連續性和極性，並找到纜線、連接器和融接點上的斷點，它也是一個很好的追蹤工具，可以用來定位機架內一條單獨接頭終端處理光纖的另一端，一些現場終端處理的連接器還包括一個VFL光孔，允許在終端處理後立即將VFL連接到連接器，以驗證終端處理是否正確 - 如果VFL的光溢出並出現在連接器的VFL光孔中，則連接器內的兩個光纖端面未被正確配對。 視覺化故障定位器（VFL）還可用於尋找斷裂、光纖彎曲造成的宏彎曲損耗以及不良融接點，VFL的紅色可見光足夠明亮，可以透過光纖護套在斷裂或宏彎曲位置被發現，尤其是在光線較暗的環境下，這也使得VFL用於識別融接盒內的不良融接點非常有用。 儘管相較於其他工具，視覺化故障定位器（VFL）被認為是一種較低級的故障排除工具，但它也是光時域反射儀（OTDR）的良好搭檔，因為它可以定位那些距離太近、使OTDR無法正確分離的故障，以及位於OTDR的「死區 (dead zone)」附近的故障，特別是對於使用融接短尾光纖的情況，VFL的使用對於識別不良融接點尤其有幫助，因為這些點靠近連結的末端。 光源功率計（LSPM）和光纖損耗測試儀（OLTS） 光源功率計（LSPM）和光纖損耗測試儀（OLTS）主要用於一級認證和驗收測試，是量測損耗最準確的工具，同時也可用於故障排除；透過將連結的損耗與技術要求進行比較，可以確定光纖連結是否是問題的來源，它們還可用於驗證來自交換機等裝置的輸出功率、連續性和極性。 使用光源功率計（LSPM）或光纖損耗測試儀（OLTS）可以判定損耗是發生在單一光纖、還是整個纜線中，如果整個纜線的所有光纖都有損耗，這很可能是纜線損壞或彎曲的徵兆；如果只有單一光纖存在損耗，問題很可能與不良融接或連接器有關；需要注意的是，無論是光源功率計（LSPM）還是光纖損耗測試儀（OLTS），都無法識別或定位連結中的具體損耗事件，這就是故障定位器和光時域反射儀（OTDR）的作用所在。 光纖故障定位器 雖然視覺化故障定位器（VFL）在照亮不良連接和斷裂的裸露光纖段上表現良好，但在長纜線運行、纜線不可見、或無法進入、或激光光束無法穿透護套的情況下，它們的幫助有限；光時域反射儀（OTDR）可以提供纜線全長的圖形數據和分析，但它們價格昂貴且需要更多時間和技巧來操作；在故障排除方面，光纖故障定位器填補了VFL和OTDR之間的空白。 像Fluke Networks的Fiber QuickMap這樣的光纖故障定位器，可以快速且高效地量測長度，並識別多模光纖上的高損耗事件和斷裂，範圍可達1,500米（4,921英尺）；這種單端光纖故障定位器非常簡單易用，使用類似於光時域反射儀（OTDR）的技術，透過光纖發送雷射光脈衝，量測從高損耗連接和融接點、以及光纖末端反射的光功率和時間，它們非常適用於量測光纖連結中的高損耗融接點、連接和斷裂，以及連結的整體長度，QuickMap還可以在測試之前檢測到活動中的光訊號。 這個工具能夠快速量測光纖的長度，使其成為非常實用的工具；如果你在測試一根3公里長的光纖時，工具顯示的長度是1.2公里，那麼你就知道光纖斷裂了；此外，它在查找MPO連接時非常方便，尤其是當兩個連接都意外地未正確將針腳插入時，這是一個常見的問題，會導致連接完全失效；在配線面板上，這個問題很難檢測，因為你無法輕易或安全地直接觀察端口內的針腳是否存在。 這些裝置的操作非常簡單，在清潔連接後，將一根發射光纖連接到測試裝置上，使用發射光纖和接收光纖可以讓測試裝置找到靠近或在光纖連結末端的事件；然後，使用者按下「測試」按鈕，幾秒鐘後，裝置顯示在光纖連結上檢測到的事件數量，這些事件包括：連接器、融接點、和光纖連結的末端，事件被定義為超過可程式化的損耗或反射限制的事件，使用者可以滾動瀏覽每個事件，並查看其距離和損耗量，請參考圖3範例。 進階故障排除與光時域反射儀（OTDR） 雖然您可能能夠使用光視覺故障檢測器（VFL）或光學故障檢測器定位問題，但有時候您可能需要更多的訊息；光時域反射儀（OTDR）基於檢測到的反射光或背散射量來計算訊號損耗，利用這項技術，OTDR 可以用於定位光纖斷裂、彎曲、融接點和連接器，並且可以量測這些特定事件的損耗，使用 OTDR 可以獲得對光纖安裝和施作整體品質的完整了解；OTDR 的價格比 VFL、光功率計和光學故障檢測器高，並且需要一定的專業知識，但由於它們能夠量測個別事件的位置、損耗和特性，因此被視為最終的故障排除工具。 OTDR（光時域反射儀）是光纖領域中的光學等效物，它透過向待測光纖注入一系列光脈衝，然後從同一端接收到光纖上各點散射（雷利散射）或反射回來的光，所收集到的散射或反射光被用於呈現光纖的特性，這種量測方式，相當於電子時域反射計量測因待測電纜阻抗變化而引起的反射，回波脈衝的強度根據時間進行量測和積分，並根據光纖的長度繪製圖表。 散射線 (Scatter Line) 或軌跡 (Trace) 用於根據雷利散射 (Raleigh Backscatter) 訊號的強度下降推斷損耗，如果沒有雷利散射的存在，那麼光時域反射儀將永遠不會被設計出來；雷利散射發生在所有光纖纜線中，不是所有光能都能被光纖纜線核心中的玻璃分子吸收，因此未被吸收的光在所有方向上散射，只有一小部分光注入光纖後被反射回光時域反射儀，這就是散射線 (Backscatter) 的含義，有時稱為散射 (Scatter)。 當光通過光纖纜線時，遇到與光纖密度不同的材料（例如空氣），最多8％的光會反射回源端，而其餘的光則繼續進入新的材料，這種現象稱為費涅爾反射 (Fresnel Reflection)，並顯示了連接點的位置，透過比較連接器之前和之後的軌跡線，可以推斷連接器的損耗和反射程度。 發射和接收纜線及補償 量測中返回到OTDR的散射訊號只是測試脈衝中的一小部分，因此，OTDR接收電路需要非常敏感，OTDR中的連接器會產生大量反射，使OTDR接收器達到飽和，傳感器需要一些時間來從這個大反射中恢復過來，就像你的眼睛在明亮的閃光後需要時間恢復一樣，時間等於距離，所以在OTDR和第一個連接器之間添加一根發射纜線，使傳感器有足夠的時間來恢復，準備好看到連接體中的反射；發射光纖的長度需要足夠長，以支援測試光纖長度所需的最大脈衝寬度；通常使用足夠長的發射光纖（通常為100米或更長），在第一個事件之前和之後都會有散射線，從而可以量測第一個連接器。 當光脈衝達到連接中的最後一個位置時，由於光從玻璃到空氣的界面轉換，會產生一個大的反射，由於連接結束後沒有光纖，因此沒有了返回的散射訊號，量測值會下降到OTDR感應器的雜訊水平；透過使用接收纜線（有時稱為跳接光纖）延長了返回散射，因此在最後一個事件之前和之後都有返回的散射訊號，這使技術人員能夠量測並納入最後一個連接的損耗在測試中。 技術人員和接受測試結果的人，不希望在他們的報告中包含發射和接收光纖的量測結果，然而，OTDR 可以進行補償（實際上是移除）發射和接收光纖的部分，因此報告中只包含被測試網路的結果。 了解OTDR測試結果 當您使用OTDR進行故障排除時，您會得到一個代表網路在其長度上的損耗的圖形標示，儘管OTDR追蹤可能看起來有些令人不知所措，但每個下降或突波都揭示了事件的類型，它向您講述了被測試網路的故事。 有經驗的OTDR使用者會辨識出測試器連接器、發射纜線、連接器、機械接頭、熔接接頭、不匹配的光纖以及網路結束等反射事件，他們也知道，在網路結束後看到的小波峰是虛假事件，不是真正需要關注的事件。 但如果你不是一位追蹤分析專家，不用擔心，OptiFiber Pro OTDR 還使用先進的邏輯來解讀追蹤結果，並提供一個事件地圖（EventMap）以描述實際事件，而有問題的事件將以紅色圖示突出顯示，這樣你可以更快地找到問題所在。 在事件地圖的左下方，可以透過一個幫助圖示輕鬆存取，OptiFiber Pro OTDR 甚至提供了解決問題的建議修復措施。 當解決具有多個問題事件的網路時，一個好的原則是首先處理最接近光時域反射儀的事件，一旦這些事件被解決，光時域反射儀將對下游的事件具有更好的可視性。 現代的 OTDR 通常會自動化許多 OTDR 的功能，使得幾乎任何人都能像專家一樣進行分析；然而，在某些情況下，進一步的專業知識可以用於更深入地分析光纖並獲得更多訊息，下面的兩個部分將討論進階的 OTDR 設定和追蹤分析。 進階 OTDR 設定 - 脈衝寬度 調整脈衝寬度可以讓操作者能夠測量更長的光纖，並且能夠識別光纖上的離散事件之間做出權衡；為了確保長距離的散射光返回到 OTDR，測試儀需要透過將光保持亮燈的時間延長，來向光纖輸入更多能量 - 增加脈衝寬度；然而，脈衝寬度越長，死區越大 - 死區是指 OTDR 可識別的事件之間的最小距離，由於光在光纖中的傳播速度約為每奈秒0.2米，一個窄的3奈秒脈衝無法“看到”相距不到0.6米的兩個事件；一個寬的1000奈秒脈衝只有在它們相距超過200米時才能看到兩個獨立的事件。 圖 9. 脈衝寬度較窄的輸入脈衝能夠識別更靠近的事件。 多波長測試 進行多波長測試時，即使應用僅使用較低波長進行傳輸，在使用 OTDR 進行故障排除時，最好測試多個波長；對於多模光纖，建議在 850 和 1300nm 進行測試；而對於單模光纖，建議在 1300 和 1550nm 進行測試，通常情况下，較高波長會顯示較低的損耗，但如果光纖受到應力，較高波長將顯示顯著較高的損耗，並且問題將更容易檢測到。 請注意，波長是「限定」的，這表示上述提到的波長已足夠用於測試，即使在實際操作中使用其他波長，如果問題發生在融接尾纖上，您可能需要使用視覺化光纖檢測器 (VFL) 來確定問題是否是發生光纖斷裂或彎曲，而不僅僅是尾纖連接器，因為故障事件在測試結果中通常顯示出與連接器距離相符的位置，OptiFiber Pro 配備了一個便捷的內置 VFL，可用於這種情況下的檢測。 閥值和平均值 在某些故障排除情況下，可能需要手動調整 OTDR 的設定，例如：當正確執行時，融接點的損耗可以小於 0.1dB，如果您需要定位一個損耗非常低的融接點，而損耗閾值高於融接點的損耗，它可能不會在 OTDR 上顯示出來；Fluke Network 的 OptiFiber Pro 在損耗閾值方面的自動設置為 0.15dB，這表示它只會找到等於或高於此水平的事件，可以手動將損耗閾值設置得更低，以找到非常低損耗的融接點。 請注意，較小的閾值表示測試儀器進行更多的量測、或使用更寬的脈衝寬度，這可能會增加測試時間、或測試結果中的死區；損耗閾值小於 0.15dB 也可能導致 OTDR 在光纖本身固有不完美性的情況下，檢測到虛假事件；改變平均時間也有助於定位融合融接點，平均時間將多個量測數據進行平均，以產生最終的測試結果 - 較長的時間可以降低雜訊，顯示更多詳細訊息，如：非反射式融合融接點事件；在故障排除長距離連結時，可能需要增加 OTDR 的動態範圍以量測至光纖的末端，這表示需要更寬的脈衝寬度，從而增加測試時間和死區。 進階追蹤分析 追蹤顯示出一個略微下降的趨勢線，表示隨著光纖長度增加，由於損耗而導致的反射訊號逐漸減弱；連接器會以一個特徵性的「尖峰」顯示出來，這是由反射引起的，接著從趨勢線下降，這表明連接器引起的損耗（衰減）的大小。 非反射事件 非反射事件是指光返回散射訊號的強度下降，但沒有顯示連接器所呈現的 "尖峰"，其中一個例子是 "隱藏 (Hidden)" 事件，它是由於兩個連接器彼此非常接近，處於 OTDR 的事件死區內而引起的。 另一個例子是"虛假 (ghosts) 事件"，它是由於高度反射連接引起的返回訊號，在連接器之間來回反射；大多數虛假事件將在光纖結束後顯示為反射事件，然而，有些可能在追蹤中出現，這些虛假事件可以透過它們是反射事件且沒有損耗來識別，OptiFiber Pro可以檢測虛假事件並識別其來源，從而輕鬆解決根本原因。 即時追蹤 即時追蹤是光纖的反射訊號追蹤線的持續更新顯示，通常用於即時監控光纖連接的反射訊號變化，以確保在運輸過程中沒有損壞；另一種用途是 "搖晃測試 (Wiggle Test)" - 當懷疑存在鬆動的連接、或損壞的連接器時，技術人員可以在搖晃連接器、或向連接器施加壓力時使用即時追蹤，以查看連接是否恢復或永久中斷。 光纖跳線的除錯 光纖跳線在任何光纖網路中都扮演著重要的角色。無論是在資料中心中連接光纖配線區和交換機，還是在區域網路中連接光纖到桌面應用的終端設備，都離不開光纖跳線的使用。 很不幸的是，光纖跳線通常是網路中最脆弱的環節，它們比其他元件更常被操作和處理，因此更容易受到損壞；而且，光纖跳線通常被視為普通商品，一些終端用戶為了節省成本，可能會從較不知名的通用供應商購買，這些供應商可能在品質和合規性方面存在缺陷。 在進行永久網路測試後（不包括光纖跳線），這被認為是最新的安裝的最佳做法，後續的通道測試可能會發現問題，使用光損耗測試儀（OLTS）如Fluke Networks的CertiFiber Pro可以進行單個跳線的故障排除，這可以透過使用單跳線參考方法設定參考值，並使用轉接器將跳線連接到測試參考線上來實現；首先，使用一個跳線連接器將參考線和跳線相連接，設定這個連接為參考值；然後，使用適配器將跳線連接到測試參考線，這樣，只測試參考線和跳線之間的連接損耗；反轉跳線後，可以測試跳線另一端的連接器，這樣可以進行單獨跳線的故障排除，檢查連接器的性能；單跳線參考方法可以幫助確定跳線本身是否存在任何問題或故障。 文章來源：Fluke Network 翻譯與整理：翔宇科技量測事業群 關於 Fluke Networks Fluke Networks 是全球領先的網路纜線基礎設施認證、故障排除、和安裝工具的儀器裝置供應商，專為安裝和維護關鍵網路纜線基礎設施的專業人士提供服務，無論是在安裝最先進的資料中心，還是在最惡劣的天氣中恢復服務，我們憑藉無以倫比的可靠性和卓越的性能確保工作能高效完成；公司的旗艦型產品包括創新的 LinkWare Live，這是全球領先的雲端接纜線認證解決方案，迄今已上傳超過 1,400 萬份測試結果。

使用者提問： 我們正在使用 Beagle USB v2 5000 協定分析儀 與 Data Center 軟體，電腦配備了512GB或1TB的RAM，我們了解保存捕捉測試數據的儲存容量與RAM有關，以下是我們的問題：  我們可以將512GB/1TB的80％配置為儲存捕捉測試數據的記憶體嗎？  用以進行測試和分析的電腦能夠使用的RAM是否有限制？ 技術支援的回覆： 感謝您的提問！Data Center軟體將捕捉的數據即時的傳輸到您電腦的RAM中，正如您在問題中所提到，捕捉限制是基於RAM的容量，RAM的可用性受到多個因素的影響，包括硬體、作業系統、以及可能在進行測試分析的那台電腦上運行的其他應用程式，如果系統開始對記憶體進行交換（swapping），則可能會丟失正在進行捕捉的測試數據。 我們並沒有為每個系統設定一個最大的RAM使用量，如果進行分析的那台電腦配置正確且具有足夠的RAM，則長時間捕捉數據應該不成問題；然而，因為不同的配置可能有不同的需求，例如：要進行長時間捕捉來進行分析和驗證，我們提供了兩個替代方案來保存較大量的捕捉數據 – 自行定義的API腳本、或使用遠端控制。 Beagle軟體API 透過Beagle軟體API，您可以建立符合系統需求的應用程式，Total Phase 的API支援多種作業系統（Windows、Linux和Mac）和程式語言（C、Python、Visual Basic和C#），我們還提供功能性的範例，例如：capture_usb5000，可以按需求使用或進行修改。 使用遠端控制Data Center軟體 您可以使用遠端從外部控制Data Center軟體並進行數據捕捉，這種方法允許其他應用程式（或電腦）透過Telnet終端連接進一步控制軟體，在遠端使用相同的命令，就可以模擬和執行內部命令介面，欲了解更多詳細資訊，請參閱Data Center軟體使用手冊 中的遠端終端部分。 自動化測試任務 如果您想要自動監控和捕捉測試數據，請參考 使用遠程終端控制Data Center軟體 的文章，所提供的範例使用了一個Python腳本，這個腳本使用Telnet模組連接到運行在同一台電腦上的Data Center軟體，遠端發送命令開始捕捉數據，等待3秒，然後發送命令停止捕捉、保存數據並清空緩衝區，類似的過程也可以用於測試數據導出。 以下是使用Telnet端口從遠端電腦（PC-2）控制Data Center軟體的步驟，Beagle分析儀連接到另一台電腦（PC-1）上： 連接PC-1與Beagle分析儀並配置Telnet。 設定遠端電腦PC-2的Telnet，並打開Telnet終端來存取PC-1。 在PC-1上，執行指令進入: ..\data-center-windows-x86_64-v6.73\bin，然後執行 datacenter.cmd -r 6000； 從上述步驟中，當使用者無法直接進入運行Data Center軟體的電腦的位置，可以使用這個方式來控制Data Center應用程式。 在PC-2上，執行以下腳本： import time import datetime import telnetlib from time import gmtime, strftime tn=telnetlib.Telnet(‘localhost’, 6000) def send (cmd, ret, timeout=1): tn.write(“%s/n” % cm tn.read_until(ret, timeout) #main program – insert the datapath and the filename you will use: SAVE = “save(u ‘data path/filename.tdc’, {‘no_timing’ : False, ‘filtered_only’: False), True)” 這個腳本使用了Telnet模組來與遠端的Data Center軟體進行通訊，您可以根據需要修改其中的資料路徑和文件名稱，這樣，您就可以透過在遠端執行這個腳本，進一步控制Data Center軟體的操作。 對於您的測試需求，我們建議按照以下順序進行連續捕捉： 開始捕捉 按指定的時間進行捕捉 停止捕捉 將測試數據保存成文件檔案 回到步驟一 注意：這個程序的一個已知限制是潛在的延遲。因為第4步需要時間，所以在處理第4步的過程中可能會丟失一些數據，換句話說，如果第2步捕捉數據的時間越長，第4步保存文件的時間也會越長。 遠端捕捉測試數據的範例 下面是一個完整的 Python腳本範例，用於透過Telnet與 Beagle 12 USB協議分析儀 和Data Center軟體進行通訊，如 Total Phase 所有的API範例一樣，這個程式可以根據您的設定進行修改。 《透過Telnet從遠端運行Total Phase Data Center》文中提供了使用Data Center軟體和Beagle分析儀的Telnet的視覺化操作說明。 我們希望這些回答了您的問題，其他可能有用的資源包括以下內容： 1. Beagle Protocol Analyzer 使用手冊 2. Data Center Software 使用手冊 3. USB 背景介紹 如果您需要更多訊息，請隨時與我們聯繫。

USB 的歷史 USB 協定（通用串列匯流排）是一種於 1996 年首次創建和推出的通訊協定，用於建立一個更廣泛、統一的線材和連接器，可用於各種不同的裝置。隨著當時技術裝置的增加，擁有一種通用的線材可以減少需要為每個個別裝置準備一組線材的困惑和不便。 USB架構是由Compaq、Digital Equipment、IBM、Intel、Microsoft和Northern Telecom等公司合作構思的，目前由USB開發者論壇（USB-IF, USB Implementers Forum）負責維護和監管，USB-IF以強制執行標準和規範為要求，確保USB裝置製造商遵守這些要求，以獲得被證實為可靠的USB來源的驗證；符合USB標準的裝置在物理層（機械和電氣）以及軟體層面上經過認證後，可以獲得USB標誌。這個標誌向消費者和其他USB使用者傳遞一個訊息，即他們所購買或使用的線材或裝置是經過驗證的，具備安全可靠的特性；這項認證標誌確保了裝置符合USB-IF所制定的標準和規範，並能夠順利與其他符合標準的USB裝置進行互通和互操作；這使得消費者可以放心地購買和使用經過驗證的USB產品，並確保其與其他USB裝置的相容性和可靠性。 USB 規格及訊號速率 全速USB（USB 1.1） 第一個USB規格，USB 1.0 於1996年推出，最初支援1.5 Mbps的低速傳輸速率；該規格於1998年進行了修訂，稱為USB 1.1，也被稱為全速USB (Full Speed USB)；此更新的規格支援12 Mbps的頻寬和高達2.5W的功率；支援此規格的USB連接器包括USB Type-A和USB Type-B。 高速USB（USB 2.0） 2001年推出了USB 2.0規格，USB 2.0也稱為高速USB (High-Speed USB)，支援480 Mbps的傳輸速率，並向下相容USB 1.1；USB 2.0還使用與USB 1.1相同的USB Type-A和USB Type-B線材和連接器，以及相同的軟體介面，但大幅提高了對高頻寬周邊裝置（例如攝影機）的支援。 超高速USB（USB 3.x & USB4） USB 3.0 USB 3.0規格，也稱為超高速USB (SuperSpeed USB)，於2008年首次推出，以滿足消費者對能夠處理更多功率和更快傳輸速度的USB裝置的需求；USB 3.0支援最高5 Gbps的傳輸速率和最高4.5W的功率水平，使其比USB 2.0快十倍且強大兩倍。與以前的USB規格一樣，SuperSpeed USB也向下相容其早期版本，並支援包括USB Type-A和USB Type-B在內的線材和連接器類型。 USB 3.1 在2013年推出SuperSpeed USB 3.1，它透過在USB Type-C連接器中使用雙通道操作來支援高達10 Gbps的傳輸速率。 USB 3.2 在2017年推出了USB 3.2，進一步提高了訊號速率；這個修訂版本支援高達20 Gbps的USB傳輸速率，這是透過在USB Type-C線材中使用2條通道，每條通道傳輸速率達到10 Gbps來實現的。 USB4 USB4 規格於2019年問世，提供使用者一系列強大的功能和傳輸能力，其中包括：透過Type-C線材的雙軌道運作，使得資料傳輸速率可達40 Gbps；USB4提供了非常高的傳輸速度和資料傳輸能力，並支援多種資料和顯示協定，使它能夠與各種不同類型的裝置和顯示器進行連接和通訊，無論是傳輸大型文件、高清影音、還是處理複雜的資料，USB4都能提供快速、穩定且高效的傳輸性能；此外，USB4還具有向下相容性，可以與之前的USB規格和Thunderbolt技術相容，確保與現有裝置的連接性。 2022年11月1~2日，USB-IF在美國西雅圖舉辦的USB Developer Days會議中，介紹了最新發布的USB4 Version 2.0 (USB4 v2)，這個版本與過往最大的不同之處在於採用了PAM-3編碼取代了過去的NRZ編碼，從而實現了理論上的80Gbps頻寬；此外，USB4v2還新增了非對稱傳輸 (Asymmetric) 功能，將下行頻寬提高到了120Gbps，而上行頻寬則縮減為40Gbps，以動態調整頻寬來優化使用效率，例如，80Gbps的頻寬可以保留給DisplayPort 1.4a或新的DisplayPort 2.0/2.1標準，提供外接螢幕、顯示卡等應用使用，同時仍然保留40Gbps的TX和RX用於Tunneled USB-C、PCIe和一般PC對設備的資料傳輸，新協定的USB3 Gen T tunneling讓USB3.2的頻寬能更有效地利用USB4的更快速度設計。 此外，USB-IF最近在其官網以及今年的台北國際電腦展（Computex 2023）上發佈了一項重要消息，為使工程人員和消費者更易於理解不同傳輸速率的USB連接埠規格版本差異，原本先前已延用多年的「SuperSpeed」品牌命名、以及USB 3.0、USB 3.1、USB 4 等，全都將改為採用「USB搭配傳輸速率」的新命名方式，若線材支援充電功率，也需標示最大功率的數值；也就是說，未來，將會以傳輸速率來區別，如：「USB 5Gbps」、「USB 10Gbps」、「USB 20Gbps」、「USB 40Gbps」以及「USB 80Gbps」等。 「對於工程師而言，USB4的特點在於其多協定隧道設計，使其在架構上與其前身的USB 3.2和USB 2.0有所區別，」USB-IF董事會主席兼首席執行長Brad Saunders表示；「此次更新的技術規格擴展了USB4的速度和資料協定性能，使製造商能夠開發能夠提供給使用者USB 80Gbps的產品，同時仍然支援現有的USB 40Gbps和USB 20Gbps。」 更新的USB 80Gbps解決方案的關鍵特點包括： 高達80Gbps的操作速度，利用PAM3訊號編碼的全新物理層架構，可在現有的40Gbps USB Type-C被動線材和新定義的80Gbps USB Type-C主動線材上實現。 選擇性地對於某些應用，如以USB4驅動的高性能顯示器，USB Type-C訊號接口可以非對稱配置，以在一個方向上提供高達120Gbps的速度，同時在另一個方向上保持40Gbps的速度。 更新資料和顯示協定，以更好地利用可用增加的頻寬。 USB資料架構更新，現在支援超過20Gbps速度的超級高速USB資料隧道。 符合DisplayPort Rev 2.1和PCI Express® Rev 4。 向後相容所有之前的USB版本。 符合USB-IF認證的USB 80Gbps解決方案和線材，將遵循全新統一的USB-IF品牌和市場推廣計劃，USB的規格名稱和技術術語不適用於向最終使用者描述USB的功能，關於USB-IF認證標誌和品牌細節，請至www.usb.org/logo-license 網站進一步了解。 USB4®, USB Type-C® and USB-C® are registered trademarks of the USB Implementers Forum (USB-IF). PCI Express® and PCIe® are registered trademarks of the PCI-SIG. DisplayPort™ is a trademark of VESA. USB Power Delivery USB Type-C線材以其提供高功率的能力著稱，2021年5月USB-IF在Power Delivery 加入了新的規格，並發表 PD 3.1 規範，定義了EPR （Extend Power Range） 功能，將過去最高可提供100W的功率提升至240W （48V，5A），這是由於其具備的USB Power Delivery（PD）功率協商(power negotiation)功能從而實現的；USB PD規範於2012年發布，作為USB規範的擴充部分。USB Power Delivery是一種協定，在USB Type-C線材的通訊通道（CC1和CC2）上實現，以安全地管理來源和接收連接之間的輸出功率合約，一旦裝置之間的功率協商建立起來，正確的電流和電壓水平就會通過VBUS供應，達到過去USB傳統提供的15W(5V，3A)無法做到的快充。新的PD規範讓更多大型裝置如電競筆電、高解析度螢幕等能透過USB-Type-C獲取供電，亦或是提供輸出給各種行動裝置，同時搭配DisplayPort輸出畫面以及資料。 不同的USB連接器類型和訊號速率 有哪些不同的USB連接器類型？ USB線材和連接器透過建立一個接口，使電腦和周邊裝置能夠相互連接並傳輸資料，有許多種USB連接器類型用於支援USB 1.1/2.0/3.0和USB 4.0協定，其中一些最常用的連接器包括USB Standard-A、USB Standard-B、USB Mini-B、USB Micro-B和目前隨著行動裝置等開始逐漸推廣的USB Type-C。 USB Type-A：仍是目前最廣泛使用的連接器類型，主要用於電腦和集線器的主控制器上，更常用作下行(downstream)連接。 USB Type-B：主要用於連接USB周邊裝置，因接口外型設計較穩固，一般常見於固定式不常移動的裝置包括影印機、掃描機和外接硬碟，部分儀器設備也採用Type-B作為連接端口；通常用作上行連接。 USB Type-C：是一種先進的連接器類型，外觀上最大特點在於其上下端完全一致，因此具有可逆插拔特性，相較過去Type-A等接口具有更簡易操作的特點，USB-IF自2014推出該介面規格後致力於讓各主流產品採納並取代其他連接器規格，希望能僅統一一種線材與多種不同裝置進行連接。2022 年 10 月時歐盟議會更正式拍板通過「單一充電介面」法案，意即2024 年底起，凡在歐盟成員國內銷售的行動電子產品，都必須得具備 USB Type-C 插孔，以便達到消費者使用方便、省錢、環保等目的。擁有專屬Lightning充電傳輸規格的Apple也在2018年、2020年及2021年陸續將 iPad Pro、iPad Air和iPad mini更新為USB Type-C後，預計2023年9月發表的iPhone 15系列也將改採用USB Type-C。 USB如何傳輸和接收資料？ USB標準定義了USB線材、和裝置應該如何運作的規範？這涉及到多種機制，包括各種USB裝置在枚舉和通訊過程中應該如何互動。 USB主機也被稱為主裝置，它們初始化USB匯流排上的所有通訊；通常，電腦或其他控制器被視為主裝置，只在其他裝置請求特定資訊時回應；從屬裝置，或稱從裝置，連接到主機裝置，並被編程以向主機裝置提供其運作所需的資訊；通常，從屬裝置包括USB隨身碟、滑鼠和鍵盤、相機和其他類似的裝置。 主機和從屬裝置能夠有效地彼此通訊非常重要，如果其中一方無法執行其工作功能，兩個裝置之間的通訊將會中斷，例如，如果使用者將隨身碟插入主機電腦而沒有任何反應，這很可能表示匯流排上的通訊存在問題，這帶出了USB匯流排上的通訊方式，USB資料如何被傳輸和接收？透過瞭解USB資料如何在匯流排上傳送，不同的USB資料封包欄位和封包類型，以及USB資料傳輸類型的運作原理，可以更好地理解這個問題。 USB資料封包欄位 USB資料封包欄位是構成USB封包的一部分，封包由個別位元組成；這些欄位在USB通訊中扮演不同的角色，以確保資料的正確傳輸和解讀。 USB資料封包欄位包括同步（Sync）欄位、封包ID（PID）欄位、位址（ADDR）欄位、端點（ENDP）欄位、循環冗餘檢查（CRC）欄位、和封包結束（EOP）欄位。  同步（Sync）欄位用於同步接收器和發射器的時脈。 封包ID（PID）欄位提供正在傳送的資料類型的資訊；下表列出了PID類型、PID名稱以及其在封包中的目的： ADDR（位址）欄位包含封包所發送到的裝置位址 ENDP（端點）欄位指定端點號碼 CRC（循環冗餘檢查）欄位用於檢查封包中的資料是否有錯誤 EOP（封包結束）欄位指示封包的結束 資料封包 這些欄位用於組成資料封包，而這些封包定義了不同的傳輸類型；USB資料封包包括四種類型： 代碼封包（Token Packet）：由主機發起，用於確定主機是要傳送還是接收資料。 資料封包（Data Packet）：在此封包中，資料由傳送裝置發送，而裝置可以回傳NAK或Stall封包來表示無法回應。 交握封包（Handshake Packet）：用於確認資料的接收、或報告錯誤 起始訊框封包（Start-of-Frame Packet）：將USB匯流排分割為時間段並安排資料傳輸；這些封包被組成訊框（frames）並透過USB傳輸，傳輸的長度和頻率取決於用於端點的傳輸類型。 USB資料傳輸的類型 USB主機和USB裝置之間的通訊是通過特定端點進行的，每個USB裝置都包含多個端點，而每個端點都可以是資料的單向接收器或發送器；端點的角色由主機指定，主機可以將特定的端點標記為發送器（Out）或接收器（In），當主機要將資料傳送到裝置時，它會選擇適當的端點作為目的地，並將資料發送到該端點。同樣地，當裝置要將資料傳送回主機時，它會將資料發送到主機指定的接收器端點。 每個端點都是不同的，乃透過其頻寬需求和資料傳輸方式來指定；USB資料傳輸的四種類型包括：控制（Control）、同步（Isochronous）、中斷（Interrupt）和批次（Bulk）傳輸。 控制（Control）：非週期性傳輸；通常用於裝置配置、指令、和狀態操作 中斷（Interrupt）：這是一種在特定時間間隔內保證發生的傳輸，裝置將指定主機應該在何時檢查裝置是否有新的資料，這通常用於輸入裝置，如鼠標和鍵盤。 同步（Isochronous）：週期性和連續傳輸，用於時間敏感的資料；這些封包中傳送的資料沒有錯誤檢查或重傳機制；這通常用於需要保留頻寬並對錯誤容忍度較高的裝置，例如：用於音頻和視頻的多媒體裝置。 批次（Bulk）：用於大量資料的一般傳輸方案，在這種情況下，比起及時到達，資料的無錯誤傳輸更為重要，批次傳輸具有最低的優先等級，如果匯流排正忙於其他傳輸，這個傳輸可能會延遲；資料的傳送是有保證的，如果在循環冗餘檢查（CRC）中檢測到錯誤，資料將會被重新傳送；此類傳輸的例子包括從大容量儲存裝置傳輸文件、或掃描器的輸出。 USB裝置開發時常見的USB通訊錯誤 在開發USB裝置時，開發人員常常會遇到可能導致USB通訊錯誤的匯流排問題，雖然某些錯誤可能導致系統故障，其他問題可能仍允許系統運作，但可能出現不穩定的行為；以下是一些可能發生的USB匯流排問題的範例： 不正確的USB封包資料和資料順序 USB封包包含錯誤檢查機制，包括用於確保資料有效性的CRC位元，以及用於確保正確資料順序的PID（Packet Identifier）封包切換位元 (toggle bit)，有時在USB資料傳輸過程中，即使使用了這些機制，它們也可能出現問題，導致單個USB傳輸被丟棄或降低傳輸速率。 例如，如果資料封包損壞且CRC無效，接收端將向收發器發送NAK位元，通知其接收到一個錯誤的資料封包；然後，收發器將多次重新傳送該資料，但這可能導致部分資料封包被丟棄，因為接收端可能將其視為重複資料。 其中一個不正確資料順序的範例，包括資料位元切換的錯誤，在正常的資料傳輸中，資料PID會在DATA0和DATA1之間連續切換，然而，如果存在問題，可能會發生資料重傳，而切換位元 (toggle bit) 無法正確更新，導致同一切換位元的重複出現；在這些情況下，連續的DATA0或Data1不會傳遞給應用程式，因為接收端會忽略重複的封包，這將導致資料無法傳遞給應用程式。 USB 傳輸/重傳 在正常的USB傳輸中，主機和周邊進行資料的發送和接收，通過確認（ACK）或否認（NAK）特定的傳輸，實現有效的通訊；在一個有效的USB傳輸範例中，主機將向外設發送一個IN代碼 (token)，周邊將以資料封包作出回應；主機將對此進行確認並回應ACK封包，以通知裝置它正確接收到了資料並準備好發送另一個傳輸。 然而，有時傳輸可能出現故障，如果一個資料封包損壞，主機可能會丟棄此封包並不發送ACK，周邊將接收到另一個IN代碼，但由於沒有ACK，它將重發相同的資料，這可以歸類為重傳。 一些資料重傳是可以接受的，但如果在匯流排上出現過多的重傳，這可能會導致性能下降和/或封包丟失。 與電源和VBUS相關的問題 與電源和VBUS（USB連接器內的電源線）相關的問題是USB匯流排中的另一個常見錯誤；VBUS是一根在USB連接器內部供電給裝置的電源線，主機和周邊裝置對電流補充或消耗有特定的上限，當系統檢測到連接的USB裝置正在從VBUS線提取的電流超出其規定的上限時，系統在測試或運行時可能會關閉。 系統也可以對超出電流作出反應，不連接 (主機可能不會正確地偵測到該裝置的存在，因為它無法建立有效的連接)、或不完整列舉 (主機開始進行列舉過程，但在檢測到電流超過後中止；因此，列舉過程無法完全完成，裝置可能無法被識別或配置)；這些問題可能是為了保護系統和其他連接的裝置免受過大電流消耗的損害而採取的預防措施。 列舉 (Enumeration) 問題 在USB系統中，列舉是一個過程，主機檢測裝置的存在，並確定連接的裝置類型和通訊速度，這是當握手代碼 (token) 發生時，因為兩個裝置正在了解彼此的能力。 在列舉過程中，主機將重置裝置以讀取其描述資訊 (descriptors) 並識別它，然而，如果裝置描述資訊不正確，例如：位元長度不正確，這可能導致列舉錯誤，導致裝置之間的連接不正確。 高速協商問題 高速裝置也可以支援低速和全速的訊號，因為USB 2.0與之前的規格相容；當裝置首次連接時，最初會使用全速能力，直到可以從任一裝置確認到高速能力為止；為了讓USB 2.0裝置進行高速協商，會執行一種稱為「chirping」的協定。 在這個階段，USB定義了兩種資料匯流排狀態，即J chirp和K chirp；當一個高速USB主機連接到另一個裝置時，主機會重置該裝置並等待返回的K chirp，這表示該裝置支援高速；如果裝置沒有回應K chirp，高速主機裝置將終止握手。然而，如果裝置確實返回了K chirp，主機將以交替的Chirp K和Chirp J回應，告訴裝置它支援高速，一旦此傳輸可被識別，高速連接就建立了。 協商速度時出現問題可能導致裝置之間的訊號問題，從而使裝置不正確運作；例如，如果一個全速裝置錯誤地回應了K chirp，主機會誤認為它能夠處理高速，這可能導致資料封包損壞，因為該裝置不理解高速的通訊。 重置、暫停和恢復事件 某些類型的低階匯流排事件，包括重置、暫停和恢復事件，對於兩個高速裝置之間的成功通訊至關重要，而在這些事件期間的任何中斷都可能導致USB裝置出現異常行為。 重置事件在主機希望與裝置進行通訊時發生，這將使裝置重置到默認的未配置狀態，以實現無縫通訊；如果此事件無法正確發生，裝置可能無法有效進行列舉、或正確交換USB資料。 USB裝置可以在不使用時進行關閉，這是透過暫停事件執行的；在此期間，暫停的裝置必須識別恢復訊號和重置訊號；如果主機希望喚醒一個裝置，它可以發出恢復訊號；如果在發送或接收這些訊號時出現問題，USB裝置可能無法正確喚醒，在這些事件發生期間、或之後可能無法回應。 USB協定分析儀（USB Sniffer）是什麼？ 協定分析儀是一種常用工具，由硬體、軟體和韌體開發人員在產品生命週期的各個階段中，用於對嵌入式系統進行分析和除錯；協定分析儀架設在主機電腦和周邊裝置之間，用於原始匯流排資料和事件的捕獲和解碼，轉換為易於人類閱讀的格式，通常會標記匯流排錯誤，以便更輕鬆地進行故障排除。 有各種不同的協定分析儀，每個協定分析儀都專門用於分析特定的資料協定，包括I2C、I3C、SPI、eSPI、CAN、eMMC、UFS、SD、SDIO、GbE、USB、PCIe、CXL等等 USB協定分析儀，也稱為USB匯流排監聽與捕捉器（sniffer）、或USB匯流排除錯器，是一種專門用於捕捉和解碼USB匯流排上協定級別資料的工具。它能夠捕捉和分析USB匯流排的各種資訊，包括列舉過程、USB資料封包、單個USB傳輸、時序和資料事件、速度協商等等；工程師們使用USB協定分析儀來深入瞭解USB匯流排的運作，並發現可能被忽視的錯誤。 軟體型和硬體型USB協定分析儀 在進行USB裝置除錯時，有兩種不同類型的USB協定分析儀可供使用：  軟體型USB協定分析儀 硬體型USB協定分析儀 軟體型USB協定分析儀是一種僅以軟體為基礎的分析儀，該分析儀將接管主機上的USB軟體堆疊的功能，並能夠在資料傳輸過程中監測USB資料；軟體型USB協定分析儀允許使用者查看與主機控制器之間的資料傳輸，但由於軟體型的分析儀依賴主機電腦硬體來進行分析，這通常會限制可用於分析的USB資訊： 依賴主機硬體： 軟體型協定分析儀需要在被測試的主機上運行，並依賴主機的硬體資源進行分析；這代表著分析儀只能獲取主機上可用的USB資訊，並無法直接監控外部裝置或其他部分的USB通訊。 可視性受限： 由於軟體型協定分析儀運行在主機上，它只能觀察和監測主機與外部裝置之間的USB通訊，它無法提供對外部裝置之間的通訊、或其他USB匯流排上的活動的詳細分析。 侵入性： 軟體型協定分析儀需要取代主機上的USB軟體堆疊，這可能會對USB通訊的正常運行造成一定的干擾；它可能需要更長的時間來處理和分析USB資料，這可能導致一些時序問題或性能下降。 相反地，硬體型協定分析儀是一種以硬體為主的工具，可以獨立於主機電腦運作；硬體型分析儀連接在主機電腦與外部裝置之間，以非侵入性方式監測二者之間的通訊，它可以讓使用者輕鬆對嵌入式主機進行除錯，並檢視特定的資料和事件，包括速度協商、時序問題、和傳輸錯誤。 與軟體型協定分析儀相比，使用硬體型分析儀的一個重要優點是能夠針對低階匯流排事件和錯誤進行捕捉、解碼和除錯，低階匯流排事件包括K/J chirps、重置 (Reset)、暫停 (Suspend)、喚醒 (Resume)、IN/NAK和SOF。 雖然軟體型分析儀提供一定程度的USB系統可見性，但它無法取代硬體型協定分析儀；通常，USB開發人員會同時使用兩種類型的分析儀，以確保系統正常運作。 選擇USB協定分析儀時需要考慮的事項 儘管市場上有許多可用的USB協定分析儀，提供了USB協定的分析和除錯功能，但每款分析儀在實現這些功能的方式上都有所不同。 在選擇適合的USB協定分析儀時，使用者必須考慮該分析儀將用於哪些使用案例，以及是否有某些功能對實現這些案例至關重要。 USB 捕捉速率 為了有效地對USB裝置進行分析和除錯，協定分析儀必須能夠成功地以相應的速率捕捉和處理USB流量，確保分析儀能夠滿足訊號要求，是選擇合適分析儀的重要第一步。 即時的能力 即時監控功能使用者能夠即時捕捉、解碼、和分析USB資料，這意味著可以在傳輸發生時即時查看資料，而不需要先捕捉、下載，然後再顯示數據；這在縮短定位錯誤的時間上非常有幫助，並且使用者可以更好地了解匯流排的運作情況。 記憶體 硬體協定分析儀捕捉的資料，通常保存在裝置的儲存空間和主機電腦的RAM中，以提供充裕的儲存空間。對於需要進行長時間資料捕捉，並連續記錄多天資料流量的使用者來說，更大的記憶體非常有益。 USB類別級別的解碼 USB定義了類別代碼訊息，用於識別裝置的功能並將相似的裝置分組，使它們能夠共享共同的USB類別驅動程序，USB類別級別解碼是將低階USB資料轉換為易讀的USB類別級別命令和指令；在協定分析儀上具有這種功能，對於快速和方便地理解資料非常有益，而不需要努力理解原始的USB資料格式。 VBUS電流和電壓監測 USB連接器內部有多個引腳，用於在線材上傳輸特定資料，但還有一根VBUS電源線用於設備之間的電力傳輸，如果VBUS出現問題，可能會導致設備無法正確供電、或由於電流超出而與其他裝置斷開連接；具有允許VBUS電流和電壓監測的協定分析儀，可以幫助在設備的列舉和連接過程中確定任何與電源相關的問題。 硬體觸發 進階觸發能力可以增加其他面向的 USB 除錯能力，讓使用者可針對特定條件進行觸發捕捉，例如匹配特定封包類型、資料、或匯流排狀態。 數位I/O 其數位I/O功能讓協定分析儀具備與外部邏輯連接和同步的能力，這種功能可以讓使用者將USB流量與外部邏輯設備進行同步操作。 透過數位I/O功能，使用者可以將協定分析儀與外部設備（如邏輯分析儀、示波器等）進行連接，以便在分析USB流量時同時觀察外部訊號或進行相關操作。 多分析儀同步 有時需要同步多個協定分析儀，以可靠地監測USB集線器的兩側、或USB系統中的任意點；具備這種功能可以在多個分析儀上同步捕捉事件、啟動、觸發和停止。 跨平台支援 協定分析儀支援在多個不同作業系統上操作，可提供更靈活、方便的除錯體驗，能夠在已經熟悉的操作系統上使用該工具也減少了學習成本。 Total Phase Beagle USB協定分析儀總覽 Total Phase提供多種USB協定分析儀，支援各種不同的專案需求。 Beagle USB 12協定分析儀 - USB Full Speed 1.1分析儀 Beagle USB 12協定分析儀 監控低速/全速USB流量，最高可達12 Mbps；該分析儀提供即時顯示、捕捉資料的搜尋和過濾功能，以及描述資訊 (descriptor) 解碼功能。 Beagle USB 480 協定分析儀 – USB High-Speed 2.0 分析儀 Beagle USB 480 協定分析儀 是一款非侵入性監測高速/全速/低速 USB 2.0 通訊的分析儀，最高支援 480 Mbps 的速度；該分析儀提供即時顯示、捕捉資料的搜尋和過濾功能，同時還提供描述資訊 (descriptor) 解碼和 USB 類別解碼的功能。 Beagle USB 480 電源協定分析儀 - USB High-Speed 2.0 分析儀 Beagle USB 480 電源協定分析儀 是一款非侵入式監測 USB 2.0 通訊的分析儀，最高支援 480 Mbps 的速度；該分析儀提供即時顯示、補捉資料的搜尋和過濾功能，同時還提供描述資訊 (descriptor) 解碼和 USB 類別解碼的功能；標準版和旗艦版提供 VBUS 電流和電壓值的即時監控和圖形化顯示，而旗艦版還提供高階 USB 2.0 觸發功能，使用者可以根據資料模式、封包類型、錯誤類型、事件、和其他基於狀態的靈活觸發條件。 Beagle USB 5000 v2 超高速協定分析儀 - USB SuperSpeed 3.0 分析儀 Beagle USB 5000 v2 超高速協定分析儀 是一款非侵入性地監測 超高速/高速/全速/低速 USB 通訊的分析儀，最高支援 5 Gbps 的速度；標準版可以監測 USB 2.0 或 USB 3.0 通訊，而旗艦版可以同時監測 USB 2.0 和 USB 3.0 通訊；該分析儀提供即時顯示、捕捉資料的搜尋和過濾功能，同時還提供描述資訊解碼和 USB 類別解碼的功能；它還提供使用者執行 USB 2.0/USB 3.0 高階觸發功能，包括基於狀態的靈活觸發條件，根據資料模式、封包類型、錯誤類型、事件、和其他條件進行觸發；此外，它還提供了對 USB 3.0 匯流排的增強可視性，透過檢測低階匯流排事件、鏈路訓練、LFPS 輪詢、訓練序列，並提供了 LTSSM 的視圖，追踪上行和下行鏈路狀態轉換，使用者可以獲得更深入的匯流排監控，並對USB 3.0 系統做進一步的分析和除錯。 USB Power Delivery分析儀 USB Power Delivery分析儀 是用於記錄USB Type-C連接器上的Power Delivery (PD) 協定流量的工具，它在兩個Type-C產品之間串聯連接，被動地捕獲CC1和CC2（通訊通道）訊號之間的所有通訊，在連接期間，它不會干擾任何USB 3.2 Gen 2或USB 2.0訊號，可以捕捉有關功率、USB資料角色、和DisplayPort，或其他Type-C替代模式的PD協商。 該設備還支援Power Delivery 3.0，包括擴展訊息，處理新訊息、和DisplayPort VDM解碼；此外，它還能夠解碼DisplayPort VDM（Visual Display Mode）訊息，以支援與DisplayPort相關的功能；這些功能使得USB Power Delivery分析儀能夠提供更全面和詳細的分析能力，幫助使用者更好地對USB Power Delivery協定進行全面了解與除錯。 Total Phase USB協定分析儀的詳細比較 > 關於 USB-IF USB Implementers Forum, Inc.（USB-IF）是一家非營利組織，旨在提供支援和交流的平台，推動和推廣USB技術的發展和採用，該技術在USB規範中有所定義；USB-IF透過其標誌和一致性計劃，促進開發高品質、USB相容的設備，並宣揚透過一致性測試產品的品質優勢；詳細資訊，包括最新的產品和技術公告，請訪問USB-IF的官方網站 www.usb.org 。 文章來源：Total Phase、USB-IF

儘管承包商在設計和標記網路線安裝時花費了大量時間和精力，但每個處理網路線的人都會遇到不確定某條網路線的走向的情況，也許在安裝時該網路線的標記不正確，或者可能是一位技術人員的「臨時」添加，但已經持續了多年；了解哪些網路線探測器、識別器、網路纜線測試儀、和探棒，可以幫助您減少花在確定該網路線實際走向上的時間。 音頻產生器 網路線音頻產生器是一種用於追踪網路線的工具，雙絞網路線透過使用平衡訊號工作，每對線纜承載著相等但相反的訊號，這樣它們互相抵消，並且不太可能干擾其他線對；如果一對線上存在不平衡（不等）訊號，它會將其轉變為廣播天線，您可以使用網路線音頻產生器來產生訊號，並透過探棒來追踪帶有訊號的網路線；這種方法已經被使用了數十年來確定網路線的走向。有些網路線音頻產生器甚至足夠強大，可以穿過石膏板或其他建築材料工作。 其中一個問題是這些音頻產生器可能會接收到其他不平衡的訊號，最常見的是交流電源線上的訊號，這會產生令人討厭的50或60赫茲嗡嗡聲（取決於電源線的頻率），這可能導致聽到的音頻訊號變得困難；一些音頻產生器具有內置的過濾功能來解決這個問題，Fluke Networks Pro3000類比探棒中的SmartTone技術具有另一個功能：如果您短路了正在產生音頻訊號的線對，音頻產生器發出的 "歌曲" 將會變化，這樣可以確認您已經找到了正確的網路線。 使用發射數位簽證的數位音頻產生器，以另一種方式解決了雜訊的問題，數位音頻產生器只接收來自其來源的數位簽證訊號，忽略其他任何訊號，完全消除了雜訊；這些裝置還解決了另一個常見問題，即訊號從被測試的網路線 "滲漏" 到相鄰的網路線上，使得很難確定哪條網路線、或配線面板端口連接到來源，Fluke Networks IntelliTone Pro 200 進一步提供了以下功能：探針上有一個插孔，可以將網路線插入其中，確認您已找到正確的網路線，它甚至可以測試資料通訊網路線中的每一根八線的功能，以確保它們正確連接。 網路線音頻產生器也可以用於連接到運作中裝置上的網路線，這使其對於網路支援團隊非常有用。 Fluke Networks IntelliTone Pro 探棒和音頻產生器 可輕鬆定位線路和網路線 對於經驗豐富的技術人員來說，找到網路線可能是一項困難、耗時且容易出錯的任務，Fluke Networks的IntelliTone Pro使得在運作中的網路上追踪和定位網路線變得更加輕鬆和準確。 網路線識別器 網路線識別器可以連接到已經安裝終端頭的網路線上，然後可以從另一端讀取識別器的訊號，這些識別器通常具有個別編號（一般為一到八），可以插入到配線面板上，技術人員可以前往另一端的插座，插入遠端識別器，並驗證連接到該插座的網路線與面板上的哪個端口相對應（或反之亦然）。 閃爍的連接埠燈號 另一種在運作中的網路上追踪網路線位置的方法，是利用交換機上的連接燈，當連接到正在傳輸和接收資料的運作中裝置時，這些連接燈通常會亮起和閃爍，如果將測試器插入到遠端，它可以透過定期啟用和禁用連接脈衝來控制燈光的閃爍，例如：每秒兩次，如果您的交換機有很多端口，就需要一些熟練的技巧來判斷哪個燈光是閃爍的。 連接埠的資訊 也許最簡單的方法是讓交換機告訴你活躍的網路線連接到哪裡，當它們感應到有裝置連接時，大多數企業級交換機會發送連結層發現協定（Link Layer Discovery Protocol，LLDP）封包，這些封包可以設置為包含以下資訊： 交換機名稱 連接埠編號（有時包括機箱和槽位編號） 連接埠所屬的虛擬區域網路 (VLAN) 編號 測試器可以收集這些資訊並以簡單易讀的格式在其螢幕上顯示。 一台網路線測試儀即追蹤所有線路 Fluke Networks提供了多種支援這些功能的測試器，從基本的Pro3000音頻產生器和探棒系列，到MicroMapper線路圖測試器、IntelliTone Pro 200音頻產生器、跟踪器和探棒，以及 MicroScanner 工業乙太網電纜驗證器。 然而，有一款測試器獨樹一幟，支援所有這些功能：Fluke Networks LinkIQ 智慧鏈路通工業乙太網線纜 + 網路測試儀，LinkIQ提供類比和數位音頻產生、最多八個網路線識別器，以及閃爍連接埠燈和解碼LLDP封包的能力，這只是這款多功能測試器的開始：它還可以進行10 Gb/s的網路線故障排除和品質驗證，並產生網路線性能報告，更可以檢測並評估乙太網路連接的性能、可靠性、以及對Power over Ethernet（PoE）的支援情況，這對於驗證和確保網路裝置的連接狀態以及PoE供電功能的正常運作非常有幫助。 文章來源：Fluke Network 翻譯與整理：翔宇科技量測事業群 關於 Fluke Networks Fluke Networks 是全球領先的網路纜線基礎設施認證、故障排除、和安裝工具的儀器裝置供應商，專為安裝和維護關鍵網路纜線基礎設施的專業人士提供服務，無論是在安裝最先進的資料中心，還是在最惡劣的天氣中恢復服務，我們憑藉無以倫比的可靠性和卓越的性能確保工作能高效完成；公司的旗艦型產品包括創新的 LinkWare Live，這是全球領先的雲端接纜線認證解決方案，迄今已上傳超過 1,400 萬份測試結果。

客戶提問： 我計劃使用 Aardvark I2C&SPI 封包產生器 以I2C模式與一個系統進行通訊，Aardvark封包產生器將作為I2C控制器，在對待測物上電和開啟I2C上拉電阻(pull-up resistor)後，我希望確保在啟動傳輸之前，SCL和SDA訊號都處於高電平，我需要這個條件來檢測問題，例如：之前的讀取不完整、或目標系統故障。 我的擔憂是從I2C模式切換到GPIO模式，假設Aardvark封包產生器將會斷開I2C上拉電阻，導致無效的讀取發生，我在考慮是否可以使用GPIO上拉電阻來解決潛在的問題；然而，我預見的問題是在模式之間切換時，訊號干擾可能會造成誤判為錯誤的資料。 在啟動之後，我需要使用GPIO來發送中斷訊號以啟動特定的操作或程序，為了確保訊號的完整性，您對這個測試配置有什麼建議？ I2C匯流排的速度將為400kHz。 技術支援回覆： 感謝您的問題！在驗證特定訊號水平時，切換到GPIO模式是必要的；然而，您不需要擔心訊號水平干擾導致假訊號的問題，在上電後，GPIO 訊號仍然可用無需切換模式，詳細信息將在下面的章節中提供。 I2C 上拉電阻和切換模式 I2C上拉電阻與Aardvark封包產生器的選定模式是獨立的，我們預期在切換模式時，上拉電阻將被保持，為了確保，您可以使用示波器來確認訊號的穩定性。 注意：Aardvark封包產生器在開始任何傳輸之前會等待線路進入空閒狀態並穩定下來。 在 I2C 模式下可用的 GPIO 引腳 Aardvark I2C/SPI封包產生器一次只能主動支持一種模式，即I2C或SPI，或完全作為GPIO功能；當使用I2C或SPI模式時，為另一種模式專用的引腳將提供作為GPIO引腳使用，有了這個功能，您可以在不必切換I2C和GPIO模式的情況下發送中斷訊號。 詳細資訊請參考《Control Center 控制中心軟體操作手冊》中的通用IO部分。 Aardvark I2C&SPI 封包產生器線材與訊號速率 關於400kHz頻率，Aardvark I2C&SPI 封包產生器所附帶的線材以及常用的10-Pin分隔線材，兩者均為5"/12.7cm長，這兩種線材均經過優化，可用於該速率下的I2C訊號；較長的線材可能導致訊號退化，但上述提到的線材將適用於您的測試配置。 我們希望這回答了您的問題，您可能會發現以下資源可能會有所幫助： Aardvark I2C/SPI Host Adapter 使用手冊 Control Center Serial Software 使用手冊 【Tech Tip】何謂 I2C 通訊？ 如果您需要更多資訊，請隨時與 我們聯繫。

USBFireWire.com 為電腦傳輸線和客製化線材組件的設計和製造商，其產品包括USB、FireWire、Ethernet、HDMI、防水電源線、和連接器，USBFireWire與醫療保健、製藥、製造、機器人、航空航天、運輸、電信、農業和國防等行業的工程師與產品開發人員合作，設計和製造符合客戶需求的客製化線材，包括特定應用所需的長度、角度和連接器類型。 為了確保USBFireWire設計和製造的傳輸線材符合品質標準並滿足客戶需求，他們的團隊需要一個工具，可以在開發和製造過程中輕鬆進行品質控制測試。 挑戰 USBFireWire提供專為其客戶特定應用而設計的特製傳輸線材，為了確保每條製造出來的傳輸線材不僅符合特定的線材參數，還符合客戶的要求，他們的團隊需要一個傳輸線材測試工具，以幫助他們在產品生命周期的各個階段進行全面的線材測試，以識別潛在問題並確保通過檢查。 背景/問題 USBFireWire設計並製造各種不同類型的傳輸線材，包括USB、FireWire、Ethernet、HDMI、防水電源線、和連接器，他們為客戶提供具有獨特配置的優質電腦傳輸線，包括：適用於各種應用的角度、長短；此外，USBFireWire專門提供客製化線材，以滿足客戶的需求，這包括用於原型生產、和產線客制化，客戶可以根據他們需要的確切長度、角度和連接器類型，設計適合其應用的線材。 USBFireWire與來自各個產業的客戶合作，包括：醫療保健、藥廠、製造業、機器人、航太、交通、電信、農業、和國防等行業；其中許多客戶需要具有高頻寬和功率通量 (power throughput) 的線材，因此提供高品質、安全可靠的線材，對於他們日常使用非常重要；USBFireWire提供高品質線材的使命，除了生產出不僅符合他們的標準，還要符合客戶標準的線材更是至關重要。 在線材製造中，依賴良好的製造過程並在產品開發過程的多個階段進行抽樣檢查是產業標準，USBFireWire特別需要一種方法，他們需要在製造新的線材設計時，測試線路結構品質，並且在大規模生產時，對每個成品進行全面測試 (百百測)，這樣可以確保所提供的線材符合他們自己的標準以及客戶的標準。 總之，無論是哪個行業，USBFireWire都必須生產出符合自己和客戶標準的高品質線材，這些線材需要擁有高頻寬、高通量的特性，並且必須經過嚴格的品質控制，以確保它們安全可靠、耐用持久，可以在日常使用中滿足客戶的需求。 USB、HDMI 線材測試解決方案 USBFireWire採用了Advanced Cable Tester v2，幫助他們對每條USB和HDMI線材進行快速而全面地測試，包括在實驗室中受到各種條件影響的線材，以及在生產線上的最終產品。 在實驗室環境中的線材測試和驗證 Advanced Cable Tester v2非常適合在實驗室環境中進行各種測試，其中一些應用包括點測試 (spot testing, 對少量的樣本進行快速檢測)、統計過程控制 (statistical process control, 監控和控制製程中的變異性)，以及在不同的線材條件和情景下進行線材驗證；該線材測試儀可以進行全面檢查，突出顯示不符合線材規範的區域，包括不正確的引腳連接、不安全/不足的功率測量、和訊號品質不佳；這使得測試人員能夠更容易地找出需要進行調整的區域。 USBFireWire在內部的測試實驗室中使用Advanced Cable Tester v2，對線材進行更詳細的檢測，並測試在不同條件和情境下是否符合線材規格，例如：線材的工作溫度、儲存溫度、彎曲壽命、彎曲半徑、材料類型等。 例如，如果一條線材在0ºC的情況下符合線材規格，他們的團隊還會驗證它在-20ºC或-40ºC的情況下的表現；此外，他們的團隊還會驗證訊號品質，在線材以不同方式彎曲或具有特定彎曲半徑時，如何受到影響，以確保他們的線材材料符合機器人彎曲耐用性評級的要求。 在生產線上測試 USB、HDMI 線材成品 USBFireWire不僅在實驗室中評估正在開發中的線材，他們的團隊還使用Advanced Cable Tester v2對生產線上的線材進行點測試和大規模評估。 Advanced Cable Tester v2針對生產環境進行了優化，具有以下功能： 以低測試成本在幾秒鐘內對線材進行測試 無需電腦即可進行獨立操作 使用本機儲存功能，可收集和儲存多達1,000,000個測試結果 提供序列號和日期/時間戳記，方便進行測試的追溯 這些功能使得USBFireWire能夠將此工具整合到生產線環境中，以幫助標準化和加快品質測試流程。 Advanced Cable Tester v2 的 USB、HDMI 線材測試報告 USBFireWire 發現 Advanced Cable Tester v2 的報告功能在評估每根線材時非常有幫助。 在生產線上大規模測試個別線材，這個工具為他們團隊提供了一種高效的方式，這個線材測試儀的簡單操作和報告產出，使不同技能水平的使用者能夠操作該設備並解讀測試結果，而不需要像示波器等工具那樣需要更多的訓練和背景知識，線材測試儀器的LCD螢幕和網路界面上簡單的“通過/未通過”結果顯示，即可判斷該線材是否符合規格或其他指定標準。 使用者還可以透過線材測試儀的網路界面查看摘要報告，確認哪些測試標準通過或失敗，包括針腳連續性、直流電阻、E-Marker和訊號完整性的檢查；這些標準以預設的線材測試配置文件為準則，與線材規格值進行比較。 使用者還可以自行創建並定義線材測試配置文件，根據需要對更嚴格或更寬鬆的標準進行評估；這個功能使USBFireWire可以有彈性地更改某些測試參數，包括測試速度和分貝。 使用者可以查看詳細的報告內容，其中包括將捕捉的值與測試配置文件的期望值進行比較，以獲取每個不同測試的細節，任何超出期望值或範圍的區域都會被標記。 USBFireWire的客戶也對這種報告產出的功能表示贊賞，因為他們可以獲得詳細且準確的測試文件，可以進行審查並增加信任感。 USB、HDMI 和 DisplayPort 線材測試技術方法 Advanced Cable Tester 可以全面地進行 USB、HDMI和DisplayPort線材測試，進行重要的品質和安全檢測，包括針腳連續性、直流電阻、訊號完整性、E-marker和其他線材的特定測試，以確保其符合相應線材組織設所定訂的規格或測試儀器設定的標準。 針腳連續性 針腳連續性測試用於檢查兩個連接器之間的針腳是否連接正常，報告將插腳的兩端與預期的插腳值進行比較，如果有任何偏差，測試將產生標記，這項測試有助於檢測短路、斷路、路由問題，並可以幫助防止像VBUS/GND反向這樣的危險情況的發生；透過這項測試，USBFireWire能夠確保所有出廠的線材不含有任何針腳連續性問題或配置錯誤；這在製造USB Type-C連接器時特別有幫助，由於USB Type-C連接器的複雜性，製造過程中更容易出現一致性問題。 E-Marker（電子標記）測試 在USB Type-C線材上，E-Marker測試負責讀取任何存在E-Marker的資料，然後將表定的資料和充電規格，與實際量測到的線材參數進行驗證；此外，操作員可以設置供應商ID、產品ID、測試ID、韌體、和硬體版本等內容，以便透過品保過程輕鬆進行線材的通過/不通過的判定。 直流電阻（DCR, DC Resistance）測試 直流電阻（DCR）測試確認每個電源針腳（VBUS和GND）能夠根據線材規格承載所需的電流；對於Type-C線材，將分別量測每個電源針腳，然後對整個線材進行測試；通過/不通過的標準可以確保線材滿足規格要求，例如Type-C的IR Drop；如果有，還會對Type-C的SBU (SuperSpeed Bitrate USB) 和CC差分訊號線進行DCR測試。 訊號完整性 訊號完整性測試用於量測線材的差動配對 (differentially paired) 的線路品質，在差動訊號傳輸中，兩根線（稱為正極和負極）搭配使用，並在傳輸過程中相互抵消雜訊，提供更穩定和可靠的訊號傳輸；可以在多達5對差動線對上進行518 Mbps到12.8 Gbps的測試配置，此測試會對線材的速度進行測試，同時提供模擬眼圖來視覺化訊號的品質，其中包括使用遮罩為高等化開口（HEO）和垂直等化開口（VEO）來提供參考值；如果測試鎖定了指定的差動線對，表示測試設備成功檢測並穩定接收到了該差動線對的訊號，測試結果將顯示模擬出的眼圖圖像；如果無法鎖定，則會顯示未鎖定圖像。 這項測試讓USBFireWire能夠評估訊號受到的影響，並確定線材在不同情境下是否符合線材規格；這些情境包括線材被彎曲、移動或處於不同的彎曲半徑等。 優點 擁有具備全面性、且負擔得起的測試成本，對每根線材進行個別測試，使USBFireWire成為一家值得信賴的線材設計和製造商，提供品質優良且可靠的產品，獲得客戶的信任感。 “USBFireWire 對Advanced Cable Tester v2感到非常滿意，它穩定、功能強大、易於使用，並且很難被錯誤使用；這款設備讓我們和我們的客戶有信心，我們正在製造出可靠的產品，能夠在日常使用中始終如一地運作，同時也讓我們放心知道，我們的工藝是最好的，並且正確地執行。” — Rick Wessley, Operations Manager 結論 USBFireWire的產品開發和製造團隊，從使用Advanced Cable Tester v2中獲得了很多幫助，透過將這個設備納入他們的實驗室開發和生產線流程中，他們現在能夠快速、輕鬆地測試數百條線材，以確保每根線材都符合他們的品質標準，並確保他們為客戶提供可信賴的專業產品，以滿足其關鍵的線材應用需求。 Advanced Cable Tester v2 產品介紹 Advanced Cable Tester v2 第二代進階線材測試儀 結合了超快的性能、低成本的測試、和堅固的設計三大特性，以遠低於其他解決方案的價格、時間和勞力，提供了快速的點測試、易於理解的報告產出、以及實驗室和生產環境下100％的測試覆蓋率 (百百測)；該測試儀器支援多種類型的線材，包括USB、HDMI和DisplayPort，並對每根線材進行全面的測試，包括針腳連續性、直流電阻、訊號完整性、E-marker和其他測試，以確保其符合所需的線材規範。 關於 TOTAL PHASE Total Phase 是全球領先的嵌入式系統解決方案提供者，我們的使命是為全球嵌入式系統行業的工程師，提供智慧化的系統可視性，並創造價格合理、高品質和強大的解決方案；無論您在嵌入式系統行業的哪個領域工作，我們致力於提供卓越的支援，讓您能夠更好地理解和管理嵌入式系統；我們的產品和解決方案旨在提供智慧化的工具和測試資源，幫助工程師更高效地設計、開發和測試嵌入式系統，以實現產品項目的成功和客戶的滿意度；同時，我們致力於與客戶建立夥伴關係，共同推動嵌入式系統技術的創新和進步。

I2C 背景 在傳統的方式下，當連接多個裝置到一個微控制器 (microcontroller) 時，每個裝置的位址和資料線通常需要分別連接，這將佔用微控制器寶貴的引腳，導致PCB上有大量的線路，並需要更多的元件來連接一切；這使得這些系統的生產成本高昂，並容易受到干擾和雜訊的影響。 為了解決這個問題，飛利浦（Philips）在1980年代開發了Inter-IC bus（亦稱為I2C，全名為inter integrated circuit），I2C是一種用於主機板上通訊的低頻寬、短距離協定，所有裝置透過兩條線路連接：串行資料（SDA）和串行時脈（SCL）。 I²C通訊協定僅使用兩條雙向開集 (open collector) 或開漏線路 (open drain line)，分別是串行資料線（SDA）和串行時脈線（SCL），並使用電阻拉高；傳統上，常用的電壓為+5 V或+3.3 V；然而，最近+2.5 V、+1.8 V和+1.2 V變得更加普遍。 I2C 實作範例 無論連接了多少個從屬單元到I2C匯流排，只有兩個訊號與所有裝置連接；因此，因為主機裝置需要使用位址機制來與特定的從屬裝置進行通訊，所以會產生額外的開銷。 由於所有通訊只在兩條線上進行，因此所有裝置必須具有唯一的位址，以在匯流排上進行識別，從屬裝置具有預先定義的位址，但從屬裝置的位址較低位元可以被分配（通常是最後幾個位元），以允許在匯流排上有多個相同類型的裝置存在。 物聯網（"IOT"）的出現，加上I2C串行通訊的引腳數量相對較少，導致I2C的使用再度盛行起來，常見的應用包括串行資料管理，包括與感應器之間的串行資料傳輸、程式設計EEPROM以及擷取輪詢/接收感應器資料。 I2C 的運作理論 I2C採用主從協定。主機發起通訊，事件的順序如下： 主機發出起始狀態，這個狀態通知所有裝置，在串行資料線上等待指令。 主機發送目標裝置的位址和讀寫旗標。 具有匹配位址的裝置回應一個確認訊號。 主機和裝置之間的通訊在資料匯流排上進行，無論這個通訊是讀還是寫，主機和裝置都可以接收或傳輸資料，發送器將8位元的資料發送給接收器，接收器則回應1位元的確認訊號。 當通訊完成時，主機發出停止狀態，表示一切都完成了。 I2C通訊協定 由於只有兩條線路，這個協定需要額外的位址機制和確認機制，增加了額外的開銷。 I2C 的特色 I2C具有許多值得一提的重要特點，I2C通訊支援多種資料傳輸速度：標準模式（100 kbps）、快速模式（400 kbps）、快速模式加強版、高速模式（3.4 Mbps）和超高速模式（5.0 Mbps）。 其他特點包括： 內建碰撞偵測 10 位元位址 支援多主機 資料廣播 (一般呼叫，用於特定的控制或配置指令，以同時影響所有從機裝置) 欲了解更多其他功能的詳細資訊，請參閱本文結尾的參考資料。 I2C的優點與缺點 優點：由於只需要兩條線路，I2C非常適合在匯流排上連接許多裝置的電路板，隨著系統增加額外的裝置，這有助於降低電路的成本和複雜性。 缺點：由於只有兩條線路，處理位址和確認的額外開銷會增加複雜度，如果只需要簡單的點對點通訊、或單一裝置的操作，直接連接介面（direct-link interface, 如SPI）可能更加直接和高效，因為它不需要額外的位址和確認機制。 I2C在多裝置連接和複雜配置的場景下表現出色，但在單一裝置、或簡單通訊需求的情況下，可能會因為額外的開銷而顯得不那麼高效；因此，在選擇通訊協定時，需要根據具體的應用需求和系統配置進行評估和選擇最適合的解決方案。 Total Phase 模擬和除錯工具 透過 Total Phase 的產品，工程師可以對嵌入式系統進行即時監測、分析、和除錯，從而獲得對系統內部運作的深入了解；智慧化工具提供可見性，讓工程師能夠有效解決複雜的問題、優化系統性能，並提高產品的品質和可靠性。 Total Phase 的解決方案提供了強大的功能，例如：高速資料捕捉、協議分析、軟體除錯、和硬體測試等，這些工具和功能使工程師能夠深入了解系統的內部運作、追蹤故障和優化性能。 幾乎所有 Total Phase 產品採用 USB 匯流排供電，無需附加電源供應器，每一款產品完全支援 Windows，Linux，以及 Mac OS X 操作系統，並提供完整的分析軟體和應用程式介面（API）；對於在研發運用 I2C，SPI，MDIO，或者 USB 產品的嵌入式系統工程師來說，Total Phase 的高性價比，及超小型工具是最佳的選擇。 Total Phase I2C/SPI主機轉接器和協定分析儀的詳細比較 > 參考資料 I2C-bus Specification and User Manual - NXP I2C (Inter-Integrated Circuit) Bus Technical Overview and Frequently Asked Questions - Embedded Systems Academy Introduction to I2C - Embedded.com I2C - Open Directory Project Listing

數位訊號處理（DSP）代表著電腦科學中一個令人興奮的領域，對於設計新的嵌入式系統產品的工程師來說，這是一個充滿無限可能性的世界；DSP技術使用特別設計的程式和演算法來操作類比訊號，產生更高品質、較少受到損壞、或更容易傳輸的訊號。 在這篇部落格文章中，我們將探索數位訊號處理背後的一些技術，我們將研究典型的元件，比較類比訊號和數位訊號之間的關鍵差異，以及DSP的最常見應用案例。 什麼是數位訊號處理（DSP）？ 數位訊號處理，簡稱DSP，是一種強大的技術，應用於科學、工程、醫療保健和通訊等多個領域；DSP技術能夠處理和操控從各種現實世界為來源所獲得的感測資料，視覺圖像、聲波、甚至地震波，都可以作為數位訊號處理的輸入。 數位訊號處理的一般功能是量測、壓縮、或過濾類比訊號，這通常要求DSP在固定的、或受限制的時間框架內執行大量簡單的數學運算（如加法、減法、乘法、除法等），為了實現這一點，像德州儀器（Texas Instruments）等公司已經開發出專為數位訊號處理任務優化的專用微處理器晶片。 DSP的發展始於1960年代末至1970年代初，當時數字計算機(現今我們所熟知的電腦)首次提供給政府和最大的企業使用，但尚未普及到一般大眾。當時，DSP技術的應用主要集中在軍事和政府領域，涉及雷達和聲納、太空和石油勘探以及醫學影像等領域。隨著個人電腦在1980年代及以後普及，數位信號處理開始擴展到更廣泛的商業和消費者應用領域。移動電話、電影特效和MP3文件都依賴於DSP技術。 數位訊號處理 (DSP) 的元件 一個典型的數位訊號處理系統遵循一個基本架構，以實現對類比訊號的數位轉換和處理；數位訊號處理（DSP）的第一個要求是始終需要一個訊號來源，也就是要有一個需要被處理的訊號，這個訊號可以是需要進行過濾、量測、或壓縮等操作的原始訊號；在進行DSP處理之前，必須先確保有可處理的訊號來源。處理訊號的第一步是使用類比數位轉換器（ADC）將類比訊號轉換為數位訊號，ADC將輸入的類比電壓轉換為該電壓的數位量測值。 在將訊號轉換為數位格式後，資料可以透過DSP晶片進行處理，根據應用特定的要求對訊號進行過濾、壓縮或其他操作；一旦數位訊號經適當修改，可以使用數位類比轉換器（DAC）將其轉換回類比格式；最終的結果將是一個新的類比訊號，代表著對原始輸入訊號的數位修改。 一個數位訊號處理晶片包含四個主要原件： 程式記憶體： DSP晶片包含兩種記憶體類型，第一種是程式記憶體，用於儲存晶片處理資料所使用的程式和演算法，DSP晶片的程式設計因應不同的應用而有所不同。 資料記憶體： DSP晶片使用的第二種記憶體被稱為資料記憶體；這是晶片儲存接收到的資料，並在晶片上進行處理的地方；通常情況下，數位訊號處理晶片接收的資料，是先經過類比訊號轉換為數位訊號的形式；這是因為數位訊號處理主要針對數位訊號進行操作和處理，所以在輸入數位訊號到DSP晶片之前，一般會使用類比到數位轉換器（ADC）將原始的類比訊號轉換為數位形式，以便在DSP晶片上進行後續的處理和分析。 運算引擎： 在數位訊號處理晶片中，運算引擎是晶片的核心，它負責執行各種數學計算和演算法來處理資料；這些演算法通常是儲存在晶片的程式記憶體中，可以根據不同的應用需求而有所不同，並且可以透過程式記憶體來進行設定和更新。 輸入/輸出： DSP晶片可能具有多種不同類型的連接埠，包括串行埠 (serial ports)、定時器、主機埠 (host ports)、外部埠 (external ports)、LINK埠和其他類型的連接埠；連接埠允許DSP與其他設備進行資料傳輸，例如：ADC或DAC轉換器；透過埠連接，DSP晶片也可以整合到更大的電腦系統中。 Image courtesy of Unsplash 數位訊號處理（DSP）與類比訊號有何不同？ 現在我們已經談論了數位訊號處理的工作原理，你可能想知道DSP的各種應用和將類比訊號轉換為數位格式的真正價值；為了回答這個問題，我們需要更多地了解類比和數位之間的定義和差異。 類比訊號是一種連續的訊號，其時間變量類似於隨著時間變化的某種物理量，例如音調、電壓、或壓力；一個描述電壓隨時間變化的類比訊號，可能反映出+/- 120 V 的振幅，並且訊號在該範圍內表達所有值；相比之下，數位訊號將相同的電壓表示為一系列離散值，通常使用二進制編碼以供電腦使用。 類比和數位訊號包含相同的資訊，但以不同的方式格式化；類比訊號反映了我們生活在一個可以看到無數不同顏色、聽到無數音調，甚至嗅到無數氣味的現實世界；我們可以將這些資料轉換為以一和零的組合來表示每種顏色、氣味或聲音的數位格式；然後，我們可以編寫程式，借助數位訊號處理的幫助，以不同而有用的方式來操作資料。最後，我們可以將經過數位處理的資料重新轉換為類比形式，讓我們能夠聽到或看到結果。 為什麼要使用數位訊號處理 (DSP)？ 為了展示數位訊號處理的多功能性和實用性，我們可以簡要探討數位訊號處理技術的一些應用範疇。 數位訊號處理在音訊處理中的應用 數位訊號處理技術在處理供人們聆聽或使用的音訊方面扮演重要角色。這包括音樂和語音等形式。 音樂錄製過程中，數位訊號處理用於產生最終混音，以優化對人耳的聽覺體驗；在錄音室中，各個音軌的軌道或聲道，也就是在錄音過程中所錄製的個別音源或聲音部分，皆以類比形式錄製，然後轉換為數位格式，便於調整音量、音調和其他特性；數位訊號處理能夠協助過濾、訊號加減（添加新聲音、或消除不需要的聲音）、編輯等處理。 同樣地，數位訊號處理也廣泛應用於電腦產生的語音應用，透過結合數位錄製技術和聲音合成技術，模擬人類的語音模式，使電腦能夠產生逼真的語音。 數位訊號處理在回聲定位（Echo Location）中的應用 數位訊號處理在現代雷達系統的運作中扮演著重要的角色；在雷達中，數位訊號處理可以用於壓縮脈衝式射頻訊號，提高對雷達檢測物體距離的準確性，數位訊號處理晶片還可以透過濾除雜訊，增加雷達系統的有效範圍，並且可以讓操作人員以不同形狀和長度發射射頻波脈衝，實現針對每個情況的脈衝優化。 結論 翔宇科技為 Total Phase 在台灣的代理商，為具有創新思維的工程師和產品開發人員提供嵌入式產品的測試和除錯工具，幫助您開發出優質且可靠的產品，並幫助您克服開發過程中可能遇到的挑戰。Total Phase 提供高品質的測試工具，如 I2C和SPI工具，以協助您進行設備測試、故障排除、和軟體除錯，從而節省時間並提高效率。無論您是開發嵌入式系統還是其他應用領域，翔宇科技致力於成為您信賴的合作夥伴。 Total Phase 產品線一覽 > Total Phase 所有技術文章 >