C-1
変わるUSBその1 USBタイプCコネクタとパワー・ デリバリ
畑山 仁
シニア・テクニカル・エクスパート

テクトロニクス畑山 仁

本日の内容この数年、進化が著しいUSBの各規格を解説！

• 形状（利便性）：タイプＣコネクタ◦ケーブルの向きやプラグの上下を意識することなく接続可能に◦標準でも3Aまでの給電機能• 給電能力：USB Power Delivery （USB-PD）

本セッションで解説◦最大100Wまで強化◦デバイスからホストへの逆給電も可能に• 拡張性：タイプＣコネクタのAlternateモードでUSBのみならず
DisplayPortなど他の規格と共用可能に◦USB PDがサポート

C-2で解説• 通信速度：USB3.1にて10Gbpsを達成
免責条項：USB 3.0/3.1、USB PD、Type-Cコネクタ／ケーブルの仕様の詳細を説明する資料、内容およびSuperSpeedなどの各ロゴは、USB 3.0プロモータのものです。テクトロニクスは、これらのプロ
モータに代わって発言、プレゼンテーションするものではありません。
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 20172

参考：USBタイプCと関連規格との関係
関連規格

USB
PD

DisplayPort、superMHL、
HDMI、Thunderbolt3...

○※

USB3.1○

3A超の受給電○

アクティブ・ケーブルを使用○※

用途

USB2.0

USB
3.1

○

USB
2.0

DisplayPort、
superMHL、
HDMI、Thunderbolt3...

○※※

○

○※※

○

※ Vendor Defined Message （VDM）による通信※※最低限HS/FS/LFのいずれかをサポートする必要あり

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 20173

用語
• DFP/UFP（Downstream Facing Port/Upstream Facing Port）◦現時点でのポートのデータに対する動作役割。通常はホスト（DFP）およびデバイス（UFP）• ソース／シンク（Source/Sink）◦現時点でのポートの給電・受電の役割（DisplayPort、HDMIでは画像ソース• プロバイダ（Provider）◦給電能力を持つポート• コンシューマ（Consumer）◦受電能力を持つポート• デュアルロール・パワー（DRP：Dual-role Power）※◦ソースおよびシンクのどちらの役割をも持つこと▪初期がプロバイダならばプロバイダ／コンシューマ、コンシューマならばコンシューマ／プロバイダ• デュアルロール・データ（DRD：Dual-role Data) ※◦DFPおよびUFPのどちらの役割をも持つこと
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

※ Release 1.2より
4

USBタイプC
ケーブル＆コネクタ

USBタイプCケーブル＆コネクタ• 2014年8月11日にRevision 1.0発表• 薄型機器デザインに適合する新デザイン◦約8.3mm×約2.5mm開口部

http://www.usb.org/developers/usbtypec/U
SB_Type-C_rendering.png• ケーブルに向き・プラグの表裏がない• スケーラブルなパワー供給◦標準で最大3A@5V◦USB PDにて最大20V・5Aに対応• 他の規格と共用（Alternateモード）

Micro Bプラグ
タイプCプラグ◦DisplayPort、HDMI、superMHL、Thunderbolt3など• 高い性能◦USB3.1Gen2 10Gbps+（20Gbps？）◦RFI/EMI性能TEKTRONIX INNOVATION FORUM 20176

信号線・ピン配置• ホスト（DFP）、デバイス（UFP）でコネクタ／プラグを共通化• 12ピン×上下2列の24ピン、2組点対称な信号線配置でプラグ反転を実現• 従来の信号線：倍の本数◦USB3.1：TX/RX差動ペア2組（差動4ペア）■■ USB2.0：D+/D-差動2ペア■ 、VBUS/GND■■• 新たな信号線：4本■◦CC1/2（Configuration Channel）：ポートの接続検出、向き、電流容量などを決定▪CCのうちの1つはプラグ側でE-Markedケーブル、
アクティブ・ケーブル給電用のVCONN■◦SBU1/2（Sideband Use）：
拡張用▪アナログ・オーディオ用途▪DisplayPortのAUXチャンネルなど
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

レセプタクルプラグ

7

ケーブル／プラグ反転実現手法• ホスト：2ポート・コントローラを使い、切り替える（下記A）• ホスト、デバイス：1ポートの場合、MUX（スイッチ）を入れて切り替える（下記B）• デバイス（プラグ／ケーブル直結型）：1ポートのみで対応可能（下記C）• どちらのポートを使うかはCC線を使用し検出 ⇒ CC線のメカニズム理解が肝A）2ポート・コントローラを使用

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017B）MUXで2ポート化

C）1ポートのみ（プラグ・タイプの直結型のみ）

8

CCによるケーブル、デバイスの接続の検出• プルアップ／プルダウン抵抗2組による接続とポートの検出◦ソース：Rp↑◦シンク：Rd↓◦プラグ：Ra↓
CC1

CC2

ステート

ポジション

備考

オープン

オープン

接続なし

-

Rd

オープン

ソース-ソース、シンク-シンクは検
出できない

オープン

Rd

オープン

Ra

Ra

オープン

Rd

Ra

Ra

Rd

Rd

Rd

Rp

Rp

Ra

Ra

シンク接続
パワード・ケーブル接続／シンク未接続
パワード・ケーブル接続／シンク接続

①
②
①
②
①

②

デバッグ・アクセサリ接続-

オーディオ・アダプタ・アクセサリ接続-

VCONNを供給（E-Markedケー
ブル、アクティブ・ケーブル）

3.5mmオーディオ・ジャックCCによるポートの選択：ホスト⇔デバイス• プラグ反転なし、ケーブル・ストレート①⇔①• プラグ反転なし、ケーブル反転①⇔②• プラグ反転、ケーブル・ストレート②⇔②• プラグ反転、 ケーブル反転②⇔①

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201710

DRPにおけるソースとシンクの確定シーケンス• DRP（Dual-role Power）はソースまたはシンクとして動作＋
例：ノートPC◦バッテリ・チャージャ接続時にはシンク◦USBデバイス接続時にはソース• DRP同士が接続された時のソースとシンクのソース
確定シーケンス
（DFP）

Rd

tDRP･
dcSRC.DRP

Rd

tDRPTransition◦tDRP（最小 50ms ～ 最大100ms）◦tDRP･dcSRC.DRPの期間はソース、
シンク
（DFP）
残りはシンクの状態（30%～70%）
tDRPTransition
tDRP◦いずれかの状態で、対向相手が検出されると引用：USB Type-C Cable and Connector Specification
シーケンスが確定
Revision 1.2.

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201711

タイプC供給電力オプション
動作モード

推奨電圧

最大電流

USB 2.0

5V

500mA

USB 3.1

5V

900mA

USB BC1.2

5V

1.5Aまで構成

USB Type-C@1.5A

5V

1.5A

USB Type-C@3A

5V

3A

USB PD

5V～20Vに構成可能

5Aまで構成（20V以外は3Aまで）

初期USBモード

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201712

Rp、RdおよびRa抵抗値
Rd/(Rp＋Rd)で決まる電圧により供給電力を識別（3Aまで）
Rd：ソースCCプルアップ抵抗
DFP Advertisement

1.7 – 5.5 V に対する
電流ソース

4.75 – 5.5 V へのプルアップ抵抗値

3.3 V ± 5% へのプルアップ抵抗値

初期値（Default USB Power）

80μA ± 20%56kΩ ± 20%※36kΩ ± 20%

1.5A @ 5V

180μA ± 8%22kΩ ± 5%12kΩ ± 5%

3.0A @ 5V

330μA ± 8%10kΩ ± 5%4.7kΩ ± 5%

Rd 実現方法

推奨値

電力供給能力検出可否

最大電圧（ピン）± 20%電圧クランプ

1.1 V

不可

1.32 V± 20%抵抗によるグランドへのプルダウン

5.1 kΩ

不可

2.18 V± 10%抵抗によるグランドへのプルダウン

5.1 kΩ

可能

2.04 V

Rd：シンクCCプルダウン抵抗

Ra：パワード・ケーブル・プルダウン抵抗
Ra
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

最小

最大

800Ω

1.2kΩ
13

ケーブルの種類：両端タイプC
識別

プラグ1

プラグ2

バージョン

ケーブル長

電流容量

E-Marked

CC2-3

C

C

USB 2.0

4m以下

3A

オプション

5A

必須

3A

必須※

CC2-5
CC3G1-3

CC

USB 3.1 Gen1

2m以下

CC3G1-5
CC3G2-3

5A
CC

CC3G2-5

USB 3.1 Gen2

1m以下

3A

必須※

5A
※ フル機能のUSBタイプCケーブルはE-Markedであることが求められている

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201714

ケーブルの種類：タイプC-レガシ• タイプC－レガシの3Aタイプは、ソース給電能力を読み取る方法がないため、RpはUSB初期値（56kΩ±5%）• ただし、ケーブル自体の電流容量はタイプC以外のバッテリ・チャージング用途のために3Aに対応
識別

プラグ1

プラグ2

バージョン

ケーブル長

電流容量

AC2-3

USB2.0 A

C

USB 2.0

4m以下

3AAC3G2-3

USB 3.1 A

C

USB 3.1 Gen2

1m以下

3A

CB2-3

C

USB 2.0 B

USB 2.0

4m以下

3A

CB3G2-3C

USB3.1 B

USB 3.1 Gen2

1m以下

3A

CmB2

C

USB2.0 Mini-B

USB 2.0

4m以下

500mA

CμB2-3C

USB2.0 Micro-B

USB 2.0

2m以下

3A

CμB3G2-3

C

USB3.1 Micro-B

USB 3.1 Gen2

1m以下

3A

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201715

変換アダプタ• 電流容量はタイプC-レガシと同じく3A
識別

プラグ1

プラグ2

バージョン

ケーブル長

電流容量

CμBR2-3C

Micro-B

USB 2.015cm以下3A

CAR3G1-3

CA

USB 3.1 Gen1

15cm以下3A

レガシ・ホスト・アダプタ／充電器
内部でVBUSにRp（56kΩ±5%）を通してプ
ルアップ
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

レガシ・デバイス・アダプタ
内部でRd（5.1kΩ±20%）を通してGNDに接続
16

USB2.0タイプC• USB2.0/1.1のデータ帯域で十分というアプリケーションも多い• これらでタイプCコネクタを採用する意義は大きい◦ケーブル／プラグ向きのない使い勝手◦E-Markedなしで最大3Aの給電・受電能力を提供• USB2.0ならばMUXなしで対応可能◦レセプタクル表裏間接続で対応◦ただしスタブ長を抑える
USB2.0タイプCプラグ：
USB2.0に限定

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201717

USB2.0タイプC
当社のテスト・ソリューション
トランスミッタ・テスト◦オシロスコープ▪ MSO70404C型、あるいはDPO7354C型◦コンプライアンス・テスト・ソフトウェア▪ Opt.USB2▫ ワンボタン自動測定ソリューション

◦テスト・フィクスチャ
▪ HSモード（SMAケーブル接続）▫ AU-16043-L デバイス・フィクスチャ（アリオン株式会社）▫ AU-16044-L ホスト・フィクスチャ（アリオン株式会社）▪ FS/LFモード（プローブ接続）▫ TDSUSBF フィクスチャ
▫ USBタイプC⇔USBタイプA変換ショート・ケーブル※◦TAP1500型 FETプローブ：3本

レシーバ、スケルチ・テスト◦任意波形ジェネレータ▪ AWG5000Cシリーズ
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

※ 例：USB2.0 Type-C-to-Aプラグ：エレコム株式会社 U2C-BCAC01N
USB2.0 Type-C-to-Aレセプタクル： KaiJet Technology International Limited

JUCX05J

18

参考：USB2.0フィクスチャ
レガシ・コネクタ• USB2.0 HSモードはUSB2SIGQUALフィクスチャ
（USB-IF）を使用し、オシロスコープ（50Ω）にSMAケーブルで接続して測定※

USB2SIGQUAL
デバイス・フィクスチャ

USB2SIGQUAL
ホスト・フィクスチャ

AU-16043-L
デバイス・フィクスチャ

◦線路に並列抵抗450Ωを入れ、45Ωに調整◦FS/LSモードは従来同様にプローブ・テスト・フィクスチャを使用

タイプC• USB2.0タイプCテスト・フィクスチャ
（アリオン株式会社）◦AU-16043-L デバイス・フィクスチャ
◦AU-16044-L ホスト・フィクスチャ

AU-16044-L
ホスト・フィクスチャTDSUSBF
フィクスチャ

▪http://jp.allion.com/index.php?view=custom1&d=100※ USB-IF Compliance update #86にてフィクスチャ上の終端抵抗に差動プローブを接続して測定する方法から2013年8月より変更
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201719

参考：USB Type-C ロッキング・コネクタ• シングル・スクリュ・プラグ

Dual Screw
USB Type-C
Rocking plug

USB3Vision
MicroB• デュアル・スクリュ・プラグ

Universal Serial Bus Type-C Locking Connector Specification, March 9, 2016
USB3 Vision version 1.0, January, 2013
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201720

参考：Alternateモード• 12ピン、特に高速差動4ペアとSBUをUSB3.1以外のゲスト・プロトコル用に構成可能◦DisplayPort x2+USB3.1◦DisplayPort x4◦HDMI◦superMHL◦ベンダ定義（Thunderbolt3など）◦アナログ／デジタル・オーディオ• 構成◦接続時にCC線を使ったPDプロトコルによりネゴシエーション◦USB2.0を必ずサポートすること

C-2で解説TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201721

参考：USB31CET
USB3.1タイプCテスト・フィクスチャ・セット

• USB 3.1 Compliance Load Board
Type-C◦3種類：5.6”, 7.1”, 8.1”

• USB 3.1 Dev Fixture 1C• USB 3.1 Mock Host/Device Type-C◦3種類：7.2”, 8.7”, 9.7”

• USB 3.1 5G Host/Device Fixture 2◦3種類：10.4”, 12.4”, 14.4”• USB 3.1 Host PHY Tx Fixture Type-C• USB 3.1 Dev PHY Tx Fixture Type-C• USB 3.1 Host Fixture 1C• USB 3.1 Rx CAL Fixture Type-C• USB 3.1 Full Type-C Breakout• USB 3.1 Captive Device Fixture
Type-C• USB Type-C to C cable◦2種類：1m、2ｍ• 5 Volt DC power supply

USB3.1のテストはC-2で解説
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

22

まとめ
• タイプCコネクタはその利便性で急速に普及しつつある◦小型・薄型でタブレットやスマートフォーンに適合◦ケーブルの向き・プラグの表裏を気にしないで接続できる使い勝手◦USB PDなしでも3Aまで供給可能• 2つのCC線とプルアップ抵抗（Rp）、プルダウン抵抗（Rd）で接続・ポートの役割、供給電流（3Aまで）を認識• USB3.1/2.0機器でのレガシ・コネクタからの置き換え（UFP）ではプラグ・タイプであればコネクタ機器内部で片側のCCをRd（5.1kΩ）でグランドに落とすだけで実現可能◦他ではUSB3.1では2ポート・コントローラ（ホスト）やMUXを併用する必要あり• USB3.1/2.0のテストは基本的には従来と同じ◦USB3.1、USB2.0タイプC用フィクスチャ・キットも入手可能
AlternateモードはC-2で解説
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201723

USBパワー・デリバリ
その1：
拡張された給電能力

USB PD（パワー・デリバリ）
狙い・役割

1. 電源としてのUSB機能強化◦最大100Wの電源を供給（ケーブル・タイプで制限あり）◦従来とは逆向きのデバイスからホストへの給電が可能に▪例えばバッテリ・モバイル機器およびバス・パワード・ストレージの双方に対し、AC電源を持つディスプレイから給電を可能に◦動作中でも容量や給電の向きを変更できる

2. タイプCケーブルでのポートの役割、
E-Markedケーブルとの通信、Alternateモード
でのゲスト・プロトコル情報交換のサポート
AlternateモードはC-2で解説

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201725

USB PDパワー・ルール※ Revision 3.0、 Revision 2.0 Version 1.1からパワー・
プロファイル（5/12/20V）に変わって規定• 提供すべき供給可能・必要な電圧・電流の標準的な組合せ◦USB PDは柔軟ゆえソース／シンク間で互換性が損なわれるため◦USB電源アダプタ、コンセントのエコシステムをより促進

2.5W 4.5W 7.5W
・・・
USB2.0 USB3.0 USB BCPDP (W)
0.5 ≤ x ≤ 15
15 < x ≤ 27
27 < x ≤ 45
45 < x ≤ 60
60 < x ≤ 100

5V
x÷5
3
3
3
3

15W
100W

27W

60W

USB PD

9V

15V

20V

x÷9
3
3
3

x ÷ 153
3

x ÷ 20x ÷ 20（5Aケーブル必要）

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

45W

26

ネゴシエーション用リンクCC

物理層• 接続検出後、デバイスとネゴシエーションの上、供給電圧・電流量、方向を決める

VBUS• CC線上を伝送するデータ・ラインの信号やTx/Rxに依存しない独立したリンク◦半2重通信

◦4B/5B符号◦270～330kbps◦高いデータ保全性▪ CRC（32ビット）とMessageIDを確認▪ 必ず応答を返信（例：GoodCRC）▪ 0.9～1.1秒以内に応答がない場合は再送▪ 3回目の再送で応答がない場合はSoft Resetを送信し初期化◦Built-in Self Test機能
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201727

ネゴシエーション用リンク
物理層（続き）• BMCシグナリング：Bi-phase Mark Coding◦0：00または、11◦1：01または、10◦前のパターンの論理を反転させていずれかのパターンを確定

BMC
データ・ストリーム例• 公称振幅1.125V
High:1.125±0.075V
Low:０±0.075V• マルチドロップ◦最大4ノード

引用：USB Power Delivery Specification Revision 2.0, V1.1.

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201728

ネゴシエーション用リンク
SOPパケット
プリアンブル

SOP＊（パケット開始）

メッセージ・ヘッダ

0..7データ・オブジェクト

CRC

EOP
（パケット終了）• プリアンブル：レシーバ同期用64ビット・パターン◦0と1の繰り返し• SOP*：送り先識別も兼ねる
パケット開始を示すKコード。
（4B/5B）4シンボル・シーケンス

SOP＊ SOP

SOP’

SOP”

番号

Start of
PacketSequence

Start of
PacketSequence
Prime

Start of Packet
Sequence
Double Prime

1

Sync-1

Sync-1

Sync-1• CRC：32ビット

2

Sync-1

Sync-1

Sync-3• EOP：パケット終了を示すKコード

3

Sync-1

Sync-3Sync-1

4

Sync-2Sync-3Sync-3◦1シンボル抜けても認識可能な組み合わせ◦SOP/SOP‘/SOP“のいずれか

CRC：Cyclic Redundancy Code
EOP: End of Packet

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201729

メッセージ• Source/Sync Capability• Accept/Reject/Wait◦ソース給電能力、シンク受電能力の• その他
告知◦GoodCRC◦ソース・タイプ：チャージャ、バッテリなど◦ソフト・リセット• Request◦PS_RDY、Ping◦Get_Source_Cap：ソース給電能力要 ◦BIST（Built-in Self Test）
求◦VDM（Vendor Defined◦Get_Sink_Cap：シンク受電能力要求
Massage）◦Request：電圧、電流要求◦PR_Swap：パワー・ロール変更◦DR_Swap：データ・ロール変更◦VCONN_Swap：Vconnソース変更

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201730

データ・オブジェクト• データ・メッセージはメッセージ・ヘッダに続くオブジェクトで構成（0～7個）• ４種類のデータ・オブジェクトを規定

メッセージ
ヘッダ

ヘッダ
オブジェクト１ オブジェクト２
・・・

オブジェクトN◦Powerデータ・オブジェクト（PDO）▪ソース給電能力、シンク受電能力を記載▪複数のサプライ・タイプを定義可能：固定、可変、バッテリ▪各々のオブジェクトは供給電圧、最大電流（ソース）、動作電流（シンク）などを含む◦Requestデータ・オブジェクト（RDO）▪上記PDOのどのオブジェクトを使用するかの指定▪最大電流、動作電流を告知◦BISTデータ・オブジェクト（BDO）▪物理層テスト・パターン◦Vendor Defined Messageオブジェクト (VDO)▪機能拡張用：特にAlternateモード
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201731

パワー・ネゴシエーション例
No

Port
Type

①

DFP

②
③

④

Message

SOP

PDO

Message Message Header
Type
ID(MSB to LSB)

Payload(MSB to LSB)

CRC

Fixed Supply;

Data

0

0x21 0x61

0x4A0C8 0x80190F00xC704DD7B

Control

00x00 0x41

Data

00x10 0x42

UFP

SourceSOPCapabilities
Good CRC SOP

UFP

Request

SOP

DFP

Good CRC

SOP

Control

00x01 0x61

0xC704DD7B

DFP

AcceptSOP

Control

10x03 0x63

0xC704DD7B

UFP

Good CRC

SOP

Control

10x02 0x41

0xC704DD7B

DFP

PS_RDY

SOP

Control

20x05 0x66

0xC704DD7B

UFP

Good CRC

SOP

Control

20x04 0x41

0xC704DD7B

Request;①②③

0xC704DD7B
0x230320C8

0xC704DD7B

④

CC
Vbus

5V

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

14.8V

32

参考：Source/Sink Capabilities例1

 電圧：50mV単位 動作電流（Sink）：10mA単位
 最大電流（Source）：10mA単位

Source Capabilities
Bit(s)
Field Description

Raw Data Value

B15

Reserved

0x0

B14..12
B11..9
B8
B7..6
B5
B4
B3..0
PDO(1)
B31..30
B29
B28
B27
B26

Number of Data Object
Message ID
Port Power Role
Specification Revision
Port Data Role
Reserved
Massage Type

0x2
0x0
0x1
0x1
0x1
0x0
0x1

2
0
Source1
DFP

Supply Type
Dual-Role PowerUSB Suspend Supported
External Powered
USB Communications Capable

0x0
0x0
0x0
0x1
0x0

Fixed Supply
FALSE
FALSE
TRUE
FALSE

B25
B24..22
B21..20
B19..10
B9..0
PDO(2)
B31..30
B29
B28
B27
B26
B25
B24..22
B21..20
B19..10
B9..0

Data Roll Swap
Reserved
Peak Current
Voltage
Maximum Current

0x0
0x0
0x0
0x64
0xF0

FALSE

Supply Type
Dual-Role PowerUSB Suspend Supported
External Powered
USB Communications Capable
Data Roll Swap
Reserved
Peak Current
Voltage
Maximum Current

0x0
0x0
0x0
0x0
0x0
0x0
0x0
0x0
0x128
0xC8

Fixed Supply
FALSE
FALSE
FALSE
FALSE
FALSE

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

 オブジェクト個数

Source Capabilities

Peak current equal IOC
5000mV
2400mA

サプライ・タイプ– 固定（00b）– 可変（10b）– バッテリ（01b）

Peak current equal IOC
14800mV
2000mA

33

参考：Source/Sink Capabilities例2
Source Capabilities
Bit(s)
Field Description

Raw Data

B15

Reserved

0x0

B14..12
B11..9
B8
B7..6
B5
B4
B3..0

Number of Data Object
Message ID
Port Power Role
Specification Revision
Port Data Role
Reserved
Massage Type

0x2
0x0
0x1
0x1
0x1
0x0
0x1

Value
3
0
Source1
DFP
Source Capabilities

 オブジェクト個数TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

PDO(1)
B31..30
B29
B28
B27
B26
B25
B24..22
B21..20
B19..10
B9..0
PDO(2)
B31..30
B29
B28
B27
B26
B25
B24..22
B21..20
B19..10
B9..0
PDO(3)
B31..30
B29
B28
B27
B26
B25
B24..22
B21..20
B19..10B9..0

Supply Type
Dual-Role PowerUSB Suspend Supported
External Powered
USB Communications Capable

0x0
Fixed Supply
 オブジェクト個数
0x0
FALSE
0x0
FALSE
0x1
TRUE
0x0
FALSE

Data Roll Swap
Reserved
Peak Current
Voltage
Maximum Current

0x1
0x0
0x0
0x64
0x12C

Supply Type
Dual-Role PowerUSB Suspend Supported
External Powered
USB Communications Capable
Data Roll Swap
Reserved
Peak Current
Voltage
Maximum Current

0x0
Fixed Supply
0x0
FALSE
0x0
FALSE
0x1
TRUE
 サプライ・タイプ
0x0
FALSE
– 固定（00b）
0x1
TRUE– 可変（10b）0x0– current
バッテリ（01b）0x0
Peakequal IOC0xF012000mV
0x12C 3000mA

Supply Type
Dual-Role PowerUSB Suspend Supported
External Powered
USB Communications Capable
Data Roll Swap
Reserved
Peak Current
Voltage
Maximum Current

0x0
0x0
0x0
0x1
0x0
0x1
0x0
0x0
0x190
0x12C

TRUE
Peak current equal IOC
5000mV
3000mA

Fixed Supply
FALSE
FALSE
TRUE
FALSE
TRUE

Peak current equal IOC
20000mV
3000mA34

参考：電源の構成
2つの方法• 個々の電圧に電源（DC-DCコン
バータ）を用意◦柔軟な1次電圧・構成◦豊富な選択肢• PD用の電源ICで対応◦部品点数最少化◦1次電圧に制約◦例▪ ルネサスエレクトロニクス株式会社
RAA230161▪ Intersil社 ISL9238/9238A▪ ローム株式会社 BD99955

出典：ルネサスエレクトロニクス株式会社 RAA230161 USB電源
https://www.renesas.com/ja-jp/doc/products/usb/r19pf0064jj0200-usb.pdf
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201735

コンプライアンス／インターオペラビリティ・テスト
• Chapter 2 Overview Section including SOP* Comm and UFP/DFP
Communications• Chapter 3 タイプA and タイプB Cable Assemblies & Connectors• Chapter 4 Electrical Requirements• Chapter 5 Physical Layer (BMC)• Chapter 6 Protocol Layer• Chapter 7 Power Supply

静的なDC特性のみならず
電圧変更した際の過渡応答のテストも含まれる↓オシロスコープで評価• Chapter 8 Device Policy• Chapter 9 System Policy• CTS（Compliance Test Specification）は現在策定中• Allion株式会社、米国GRL社が認証テスト実施中
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201736

電圧上昇遷移時間
固定電源（Fixed Supply）
vSrcNew+0.5V

vSrcNew×1.05V
vSrcNew×0.95V

vSrcNew-0.5V< 30mV/μs< 275ms
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201737

電圧下降遷移時間
固定電源（Fixed Supply）< -30mV/μs

vSrcNew+0.5V

vSrcNew×1.05V
vSrcNew×0.95V

vSrcNew-0.5V< 275ms
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201738

USB PDトランスミッタ/
パワー・テスト構成図
プロバイダ／コンシューマ、コンシューマ／プロバイダ、
デュアル・ロール・デバイス

トランスミッタ

ケースレー2380J型
プログラマブルDC電子負荷• CC上のBMC信号（PDパケット）をオシロスコープで捕捉してアイの評価とデコード

パワー・テスト• プロバイダ／ソースに対しては電子負荷で電流をシンク• コンシューマ／シンクに対しては電源から電流をシンク• デュアル・ロールの場合には双方が必要• オシロスコープで遷移時間を測定/テスト
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

ケースレー2280S32-6型
プレシジョン・プログラマブル
DC電源（32V/6A）

39

USB PD BMCトランスミッタ・テスト
当社のソリューション構成• オシロスコープ（Windows搭載機種）◦MSO/DPO70000C/DXシリーズ◦DPO7000Cシリーズ、MSO/DPO5000Bシリーズ• テスト・ソフトウェア◦GRL-USB-PD Power Deliveryソフトウェア• PDコントローラ◦GRL-USB-PD-C1• パッシブ・プローブ◦MSO/DPO70000C/DXシリーズ以外は標準装備◦MSODPO70000C/DXシリーズではTCA-1MEG型• タイプCクーポン（テスト・フィクスチャ）※※◦Wilder Technologies社◦LUXSHARE-ICT社
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

※ GRL-USB-PD-C1使用時、または基板上で信号をアクセスできる
場合はテスト・クーポン不要
40

USB PDパワー・テスト
当社のソリューション構成• BMCトランスミッタ・テスト構成に加え、下記が必要
対象

内容

プロバイダ／コンシューマ、コンシューマ／
プロバイダ、デュアル・ロール・ポート

型番

プロバイダのみ

電流プローブ

TCP0020A型（DPO7000Cシリーズ、MSO/DPO5000Bシリーズ）、
TCP0030A型＋TCAVPI型アダプタ、
TCP202A型（MSO/DPO70000C/DXシリーズ）

電子負荷

2380J-120-60型、あるいは2380J-500-15型

電源※

2280S-32-6型

コンシューマのみ○○○※ 15V以外はGRL-USB-PD-C1型コントローラ用外部ACアダプタでも対応可能

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201741

参考：GRL-USB-PD
Power Delivery テスト・ソフトウェア• Windowsベースのオシロスコープ上で実行◦ オシロスコープでCC/BMC信号、VBUSの変化を取り込み規定のテストを実行• USB Power Delivery（USB PD）Specification Revision 2.0の仕様に適合• USB PD BMC信号の物理層のテストに対応◦ アイ・ダイアグラムを用いたマスク・テスト◦ USB‐PD Chapter 5に規定された電気パラメータ・テスト• USB PD Chapter 6に規定されたプロトコルのデコード• Type‐C ケーブルとアダプタの‘eMark’コンプライアンス・テスト• Type‐C ケーブルを用いたUFPとDFP間で行われるUSB PDトランザクションのモニタリング• バスのデータ表示と、物理層の波形データの表示• PDFとcsv、xml形式のレポート自動生成• GRL-USB-PD-C1コントローラを用いたテストの自動化◦ プロバイダとコンシューマのための電圧、電流、パワー・マネジメント◦ 自動パワー・サプライとパワー・コンシューマ状態のテスト◦ Alternateモードの開始と終了
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201742

参考：BMCアイ・マスク
値

トランスミッタ

レシーバ
パワー・ソーシング

パワー・ニュートラル

パワー・シンキング

1

0

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201743

GRL-USB-PDのGUI
テスト結果：‘ダッシュボード’ ビュー
パケット情報
テスト結果
パケットの
詳細

BMC
電気的テスト

信号波形と
タイミング

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 2017

BMC
アイ

44

まとめ
• PDでは最大100Wの給電・受電能力を提供• 従来と異なり、逆方向の給電・受電が可能な他、動作中でも逆転可能• CC上のBMC信号を採用したPDプロトコルにより情報交換・設定• Revision 3.0 より大幅に拡張◦レガシのPDプラグ／コネクタが削除され、タイプCのみに▪レガシ互換は同時発行のRevision 2.0 Version 1.2で継続◦暗号化によるチャージャ認証のカラクリなどを追加• 今後他の規格団体と協調し、給電の本格的なコネクタとしてタイプC、
USB PDが普及する様相◦IECでIEC62680として正式に採用◦チャージャ認証プログラム• 当社は3rdパーティとのUSB PDの協調ソリューションを提供
TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201745

ご静聴ありがとうございました。
展示コーナーで実機デモを行っております。ぜひご覧ください。

ミニ・セミナ：

5シリーズMSO
オシロスコープのご紹介【登録不要】

展示：

RFからパワー、高速シリア
ルまでの最新のソリューシ
ョン展示。新製品も多数
ご紹介。

TEKTRONIX INNOVATION FORUM 201746