FR3092708A1 - Equipement de test de dispositif USB-PD - Google Patents

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Abstract

Equipement de test de dispositif USB-PD La présente description concerne un équipement (8), adapté à tester un dispositif à alimenter de type USB-PD, comprenant au moins un connecteur USB Type-C (81, 87), destiné à être connecté au dispositif à alimenter à tester, ledit dispositif étant distinct de l'équipement. Figure pour l'abrégé : Fig. 8

Description

Equipement de test de dispositif USB-PD
La présente description concerne de façon générale les dispositifs d'alimentation de type USB-PD.
La connectique USB Type-C est de plus en plus souvent intégrée à tout type de dispositif d'alimentation et/ou à alimenter.
Il existe un besoin de vérification du bon fonctionnement de dispositifs de type USB-PD.
Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs d'alimentation de type USB-PD connus.
Un mode de réalisation prévoit un équipement, adapté à tester un dispositif à alimenter de type USB-PD, comprenant au moins un connecteur USB Type-C, destiné à être connecté au dispositif à alimenter à tester, ledit dispositif étant distinct de l'équipement.
Selon un mode de réalisation, l'équipement et le dispositif à alimenter fonctionnent de manière autonome l'un de l'autre.
Un mode de réalisation prévoit un procédé de test d'un dispositif de type USB-PD, dans lequel le test est mis en œuvre par un équipement tel que décrit ci-dessus, comportant au moins les étapes successives suivantes :
vérification que la tension d'une borne d'alimentation est inférieure à un premier seuil ;
vérification du rôle du dispositif connecté ;
génération de requêtes représentatives de configurations d'alimentation ; et
vérification de la compatibilité des configurations d'alimentation supportées par le dispositif avec des configurations d'alimentation normalisées.
Selon un mode de réalisation, l'équipement comprend une batterie.
Selon un mode de réalisation, au moins un connecteur USB Type-C de l'équipement est destiné à être connecté à un dispositif d'alimentation à tester.
Selon un mode de réalisation, l'équipement ou le procédé comporte au moins l'une étape parmi :
une simulation de dispositif à alimenter ;
une vérification de la compatibilité des configurations d'alimentation proposées par le dispositif d'alimentation testé avec les configurations d'alimentation normalisées ; et
une vérification de la compatibilité du dispositif d'alimentation testé avec les configurations d'alimentation proposées.
Selon un mode de réalisation, l'équipement comprend au moins un deuxième connecteur USB Type-C.
Selon un mode de réalisation, l'équipement est destiné à être connecté simultanément à un dispositif d'alimentation et à un dispositif à alimenter, de sorte à constituer une interface.
Selon un mode de réalisation, l'équipement est apte à :
mémoriser les configurations d'alimentation négociées ;
surveiller en continu la tension de borne d'alimentation du dispositif d'alimentation et du dispositif à alimenter ;
surveiller le courant circulant du dispositif d'alimentation vers le dispositif à alimenter ; et
interrompre la connexion entre les deux dispositifs en cas de surtension.
Selon un mode de réalisation, l'équipement comprend un mode de restitution des résultats.
Selon un mode de réalisation, le mode de restitution des résultats est un écran d'affichage.
Selon un mode de réalisation, le mode de restitution des résultats est un module Bluetooth.
Selon un mode de réalisation le mode de restitution des résultats est un ensemble de LEDs.
Selon un mode de réalisation, l'équipement comprend un circuit d'émission pour communiquer avec le câble.
Selon un mode de réalisation, l'équipement est apte à déterminer un type de câble connecté.
Selon un mode de réalisation, l'équipement comprend un port double fonction.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 représente, sous forme de diagramme, un exemple de connections fonctionnelles entre des dispositifs d'alimentation et des dispositifs à alimenter ;
la figure 2 illustre, par un diagramme, des liaisons sujettes à de possibles surtensions lors de la connexion entre des dispositifs d'alimentation et des dispositifs à alimenter ;
la figure 3 représente, de façon très schématique, un connecteur USB-PD ;
la figure 4 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des étapes d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un dispositif d'alimentation compatible USB-PD ;
la figure 5 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des étapes d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un dispositif à alimenter compatible USB-PD ;
la figure 6 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des étapes d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un câble USB Type-C ;
la figure 7 est un schéma bloc d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un dispositif USB-PD ;
la figure 8 représente une vue en perspective de plusieurs modes de réalisation d'un équipement de mise en œuvre de procédures de test ;
la figure 9 représente, de façon très schématique, un mode de réalisation d'un équipement constituant une interface entre un dispositif d'alimentation et un dispositif à alimenter ; et
la figure 10 représente, par des vues (A) et (B) en perspective, d'autres modes de réalisation d'équipement.
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les éléments d'assemblage de l'équipement ne seront pas détaillés.
Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La figure 1 représente, sous forme de diagramme, un exemple de connections fonctionnelles entre des dispositifs d'alimentation et des dispositifs à alimenter.
De tels dispositifs comportent chacun au moins un connecteur USB Type-C compatible USB-PD. Ce connecteur normalisé permet à chaque dispositif d'être connecté à tout autre dispositif disposant du même connecteur. Chaque dispositif est illustré en figure 1 par un nœud 10.
Dans l'exemple de la figure 1, on suppose le cas arbitraire de six dispositifs 10, parmi lesquels :
deux dispositifs d'alimentation SOURCE1 et SOURCE2 ;
deux dispositifs à alimenter SINK1 et SINK2 ; et
deux dispositifs double fonction DRP1 et DRP2,munis d'un port double fonction (Dual-Role Port) leur permettant d'alimenter ou d'être alimenté via un même port ou connecteur. Autrement dit, ces deux dispositifs DRP1 et DRP2 sont à la fois des dispositifs à alimenter et des dispositifs d'alimentation.
Parmi les dispositifs d'alimentation, un premier dispositif SOURCE1 est capable de fournir une tension d'alimentation de 5V. Il s'agit par exemple d'un chargeur de téléphone portable. Un deuxième dispositif SOURCE2 est capable de fournir une tension d'alimentation jusqu'à 20V. Il s'agit par exemple d'un chargeur d'ordinateur portable.
Parmi les dispositifs à alimenter, un premier dispositif SINK1 supporte une tension de 5 à 9V. Il s'agit par exemple d'un disque dur. Un deuxième dispositif SINK2 supporte une tension de 5 à 12V. Il s'agit par exemple d'un drone.
Parmi les dispositifs double fonction, un premier dispositif DRP1 est capable de fournir et de supporter une tension d'alimentation jusqu'à 15V. Il s'agit par exemple d'une tablette. Un deuxième dispositif DRP2 est capable de fournir et de supporter une tension d'alimentation jusqu'à 20V. Il s'agit par exemple d'un ordinateur portable.
La figure 1 représente des liaisons fonctionnelles entre les différents dispositifs 10. Dans cet exemple :
le premier dispositif d'alimentation SOURCE1 est connecté aux deux dispositifs à alimenter SINK1 et SINK2 et aux deux dispositifs double fonction DRP1 et DRP2 ;
le deuxième dispositif d'alimentation SOURCE2 est connecté aux deux dispositifs à alimenter SINK1 et SINK2 et aux deux dispositifs double fonction DRP1 et DRP2 ;
le premier dispositif à alimenter SINK1 est connecté aux deux dispositifs d'alimentation SOURCE1 et SOURCE2 et aux deux dispositifs double fonction DRP1 et DRP2 ;
le deuxième dispositif à alimenter SINK2 est connecté aux deux dispositifs d'alimentation SOURCE1 et SOURCE2 et aux deux dispositifs double fonction DRP1 et DRP2 ;
le premier dispositif double fonction DRP1 est connecté aux deux dispositifs d'alimentation SOURCE1 et SOURCE2, aux deux dispositifs à alimenter SINK1 et SINK2 et au deuxième dispositif double fonction DRP2, soit à tous les dispositifs ; et
le deuxième dispositif double fonction DRP2 est connecté aux deux dispositifs d'alimentation SOURCE1 et SOURCE2, aux deux dispositifs à alimenter SINK1 et SINK2 et au premier dispositif double fonction DRP1, soit à tous les dispositifs.
En pratique une seule liaison deux à deux existe à un instant donné.
La norme USB-PD permet à chaque dispositif 10 de s'assurer du rôle (d'alimentation, à alimenter ou double fonction) de tout autre dispositif 10 auquel il est connecté. Ceci permet, comme cela est représenté en figure 1, à chaque dispositif capable de fournir une tension d'alimentation (SOURCE1, SOURCE2, DRP1 ou DRP2) d'alimenter le dispositif capable de recevoir une tension d'alimentation (SINK1, SINK2, DRP1 ou DRP2) auquel il est connecté. Plus précisément, chaque dispositif capable de fournir une tension d'alimentation (SOURCE1, SOURCE2, DRP1 ou DRP2) détecte la tension maximale supportée par le dispositif capable de recevoir une tension d'alimentation (SINK1, SINK2, DRP1 ou DRP2) auquel il est connecté. Dans le cas où la tension maximale supportée est inférieure ou égale à la tension maximale que le dispositif est capable de fournir, le dispositif fournit la tension maximale supportée. Dans le cas où la tension maximale supportée est supérieure à la tension maximale que le dispositif est capable de fournir, le dispositif fournit la tension maximale qu'il peut fournir.
Dans l'exemple représenté en figure 1, le premier dispositif d'alimentation SOURCE1 peut alimenter sous une tension de 5V le premier dispositif à alimenter SINK1, le deuxième dispositif à alimenter SINK2, le premier dispositif double fonction DRP1 ou le deuxième dispositif double fonction DRP2.
Similairement le deuxième dispositif d'alimentation SOURCE2 peut alimenter sous une tension de 9V, 12V, 15V ou 20V respectivement le premier dispositif à alimenter SINK1, le deuxième dispositif à alimenter SINK2, le premier dispositif double fonction DRP1 ou le deuxième dispositif double fonction DRP2.
Le premier dispositif à alimenter SINK1, peut être alimenté sous une tension de 5V par le premier dispositif d'alimentation SOURCE1. Il peut en revanche être alimenté sous une tension de 9V par le deuxième dispositif d'alimentation SOURCE2, le premier dispositif double fonction DRP1 ou le deuxième dispositif double fonction DRP2.
Similairement, le deuxième dispositif à alimenter SINK2, peut être alimenté sous une tension de 5V par le premier dispositif d'alimentation SOURCE1. Il peut en revanche être alimenté sous une tension de 12V par le deuxième dispositif d'alimentation SOURCE2, le premier dispositif double fonction DRP1 ou le deuxième dispositif double fonction DRP2.
Le premier dispositif double fonction DRP1 peut alimenter sous une tension de 9V, 12V ou 15V respectivement le premier dispositif à alimenter SINK1, le deuxième dispositif à alimenter SINK2 ou le deuxième dispositif double fonction DRP2.
Le premier dispositif double fonction DRP1 peut être alimenté sous une tension de 5V par le premier dispositif d'alimentation SOURCE1 ou sous une tension de 15V soit par le deuxième dispositif d'alimentation SOURCE2 soit par le deuxième dispositif double fonction DRP2.
Similairement le deuxième dispositif double fonction DRP2 peut alimenter sous une tension de 9V, 12V ou 15V respectivement le premier dispositif à alimenter SINK1, le deuxième dispositif à alimenter SINK2 ou le premier dispositif double fonction DRP1.
Le deuxième dispositif double fonction DRP2 peut être alimenté sous une tension de 5V, 15V ou 20V respectivement par le premier dispositif d'alimentation SOURCE1, le premier dispositif double fonction DRP1 ou le deuxième dispositif d'alimentation SOURCE2.
La figure 2 illustre, par un diagramme, des liaisons sujettes à de possibles surtensions lors de la connexion entre des dispositifs d'alimentation et des dispositifs à alimenter.
Les dispositifs 10 ici représentés sont identiques à ceux de la figure 1. Les tensions illustrées par des flèches, sont les cas de surtension possible quand chaque dispositif capable de fournir une tension d'alimentation (SOURCE1, SOURCE2, DRP1 ou DRP2) fournit la tension maximale qu'il peut fournir au dispositif capable de recevoir une tension d'alimentation (SINK1, SINK2, DRP1 ou DRP2) auquel il est connecté.
Bien que la norme USB-PD permette à chaque dispositif de s'assurer du rôle du dispositif auquel il est connecté, il ne permet pas de vérifier son bon fonctionnement. Par exemple, en cas de mauvaise connexion de la connectique USB Type-C, ou en cas de défauts de la borne d'alimentation, la tension fournie par un dispositif d'alimentation peut dépasser la valeur maximale supportée par le dispositif à alimenter auquel il est connecté, voire même dans des cas extrêmes dépasser 20V.
En prenant l'exemple de la figure 2 :
le deuxième dispositif d'alimentation SOURCE2 risque d'alimenter sous une tension de 20V le premier dispositif à alimenter SINK1, le deuxième dispositif à alimenter SINK2 ou le premier dispositif double fonction DRP1 ;
le premier dispositif double fonction DRP1 risque d'alimenter sous une tension de 15V le premier dispositif à alimenter SINK1 ou le deuxième dispositif à alimenter SINK2 ; et
le deuxième dispositif double fonction DRP2 risque d'alimenter à une tension de 20V le premier dispositif à alimenter SINK1, le deuxième dispositif à alimenter SINK2 ou le premier dispositif double fonction DRP1.
La figure 3 représente, de façon très schématique un connecteur USB-PD.
Un connecteur USB-PD 3 comprend, de façon normalisée, quatre bornes parmi lesquelles deux bornes 31 et 37 destinées à véhiculer un signal d'alimentation (potentiels VBUS et GND) et deux bornes 33 et 35 destinées à des signaux de données CC1 et CC2.
La figure 4 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des étapes d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un dispositif d'alimentation compatible USB-PD.
Cette procédure de test est mise en œuvre par un équipement, par exemple un élément connu sous la dénomination anglo-saxonne "dongle", adapté à tester un dispositif d'alimentation de type USB-PD. L'équipement comprend au moins un connecteur USB Type-C, destiné à être connecté au dispositif d'alimentation à tester. Le dispositif est distinct de l'équipement.
Dans une première étape (bloc 41, CHECK VBUS<VSAFE), une fois un dispositif connecté, l'équipement vérifie que la tension VBUS d'une borne d'alimentation (31, figure 3) du connecteur est inférieure à un premier seuil (VSAFE), dite valeur de sécurité (Vsafe0V), par exemple de 0,9 volt. Si la tension VBUS est supérieure à la valeur de sécurité Vsafe0V, l'équipement arrête la procédure de test et se met en erreur.
Dans une deuxième étape (bloc 42, CAN DEVICE ACT AS SOURCE), l'équipement vérifie que le dispositif auquel il est connecté a pour rôle ou fonction d'alimenter.
Pour vérifier que le dispositif testé a pour fonction d'alimenter, l'équipement détermine le rôle du dispositif. Le dispositif connecté, le cas échéant via un câble USB Type-C, peut avoir pour rôle :
dispositif d'alimentation ;
dispositif à alimenter ;
dispositif double fonction ; ou
câble USB Type-C seul, autrement dit un dispositif de transmission d'énergie ou de données.
Si la fonction du dispositif connecté n'est pas d'alimenter (sortie N du bloc 42), c'est-à-dire si l'équipement est connecté à un câble seul ou à un dispositif à alimenter, la procédure de test passe directement à une sixième étape (bloc 46, SEND TEST RESULTS), qui sera décrite ultérieurement.
Si la fonction du dispositif connecté est d'alimenter (sortie Y du bloc 42), c'est-à-dire si l'équipement est connecté à un dispositif d'alimentation ou à un dispositif double fonction, la procédure de test passe à une troisième étape (bloc 43, SIMULATE SINK).
Dans cette troisième étape 43, l'équipement simule un dispositif ayant la fonction opposée à celle du dispositif testé. Autrement dit, l'équipement se fait passer pour un dispositif à alimenter auprès du dispositif d'alimentation.
Dans une quatrième étape (bloc 44, EMULATE PROPOSED PDOS), l'équipement génère une requête représentative de configurations d'alimentation (Power Data Object, PDO). Cela lui permet de déterminer les configurations d'alimentation, couples de tensions et de courants, proposées par le dispositif d'alimentation.
Par exemple, pour un dispositif d'alimentation de 27 Watts, les configurations d'alimentation proposées sont de préférence :
5 volts / 3 ampères ;
9 volts / 3 ampères ; et
15 volts / 1,8 ampères.
Préférentiellement, pour un même exemple de dispositif d'alimentation 27 Watts, deux configurations d'alimentation supplémentaires sont proposées :
12 volts / 2,25 ampères ; et
20 volts / 1,35 ampères.
Dans une cinquième étape (bloc 45, CONTROL PDOS), l'équipement contrôle que les configurations d'alimentation proposées sont compatibles avec des configurations d'alimentation normalisées. Dans l'affirmative l'équipement est ensuite alimenté par le dispositif d'alimentation. Les configurations d'alimentations proposées sont testées à tour de rôle.
Lors de ces tests, une valeur de sous-tension (Under voltage, UVLO) et une valeur de surtension (Over Voltage, OVLO) sont associées à la configuration d'alimentation PDO testée. Dans le cas d'une configuration d'alimentation PDO comprenant une tension de 5 volts, la valeur de sous-tension UVLO est égale à 4,25 volts et la valeur de surtension OVLO est égale à 5,75 volts. Pour chaque autre configuration d'alimentation PDO, la valeur de sous-tension UVLO est égale à la valeur de la tension de la configuration d'alimentation PDO testée moins dix pourcents. Similairement la valeur de surtension OVLO est égale à la valeur de la tension de la configuration d'alimentation PDO testée plus dix pourcents.
L'équipement vérifie si l'alimentation fournie par le dispositif d'alimentation est bien comprise entre la valeur de sous-tension UVLO et la valeur surtension OVLO de la configuration d'alimentation testée.
Dans la sixième étape (bloc 46, SEND TEST RESULTS), l'équipement fournit les résultats de la procédure de test. Le mode de restitution des résultats de la procédure de test peut prendre différentes formes dont des exemples seront décrits en relation avec la figure 8. Les résultats comprennent :
le rôle du dispositif testé ;
les configurations d'alimentation proposées par le dispositif testé ;
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation normalisées ; et
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation proposées.
Si la fonction du dispositif connecté n'est pas d'alimenter (sortie N du bloc 42) c'est-à-dire si l'équipement est connecté à un câble seul ou à un dispositif à alimenter, l'équipement procède directement à l'émission des résultats du test qui ne comprennent que le rôle (à alimenter ou câble) du dispositif testé.
La figure 5 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des étapes d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un dispositif à alimenter compatible USB-PD.
Cette procédure de test est mise en œuvre par un équipement, par exemple un élément connu sous la dénomination anglo-saxonne "dongle", adapté à tester un dispositif à alimenter de type USB-PD. L'équipement comprend au moins un connecteur USB Type-C, destiné à être connecté au dispositif à alimenter à tester. Le dispositif est distinct de l'équipement.
Dans une première étape (bloc 51, CHECK VBUS<VSAFE), une fois un dispositif connecté, l'équipement vérifie que la tension VBUS d'une borne d'alimentation (31, figure 3) du connecteur est inférieure à un premier seuil (VSAFE), dite valeur de sécurité (Vsafe0V), par exemple de 0,9 volt. Si la tension VBUS est supérieure à la valeur de sécurité Vsafe0V, l'équipement arrête la procédure de test et se met en erreur.
Dans une deuxième étape (bloc 52, CAN DEVICE ACT AS SINK), l'équipement vérifie que le dispositif auquel il est connecté a pour rôle ou fonction d'être alimenté.
Pour vérifier que le dispositif a pour fonction d'être alimenté, l'équipement détermine le rôle du dispositif. Le dispositif connecté, le cas échéant via un câble USB Type-C, peut avoir pour rôle :
dispositif d'alimentation ;
dispositif à alimenter ;
dispositif double fonction ; ou
câble USB Type-C seul, autrement dit un dispositif de transmission d'énergie ou de données.
Si la fonction du dispositif connecté n'est pas d'être alimenté (sortie N du bloc 52), c'est-à-dire si l'équipement est connecté à un câble seul ou à un dispositif d'alimentation, la procédure de test passe directement à une cinquième étape (bloc 55, SEND TEST RESULTS), qui sera décrite ultérieurement.
Si la fonction du dispositif connecté est d'être alimenté (sortie Y du bloc 52), c'est-à-dire si l'équipement est connecté à un dispositif à alimenter ou à un dispositif double fonction, la procédure de test passe à une troisième étape (bloc 53, DETERMINE PDOS).
Dans cette troisième étape 53, l'équipement génère une requête de configurations d'alimentation PDO à destination du dispositif. Un dispositif adapté à la norme USB-PD recevant une telle requête répond en indiquant les configurations, couples de tensions et de courants, qu'il supporte.
Dans une quatrième étape (bloc 54, CONTROL PDOS), l'équipement contrôle que les configurations d'alimentation reçues sont compatibles avec des configurations d'alimentation normalisées.
Selon une variante de réalisation l'équipement alimente le dispositif et teste à tour de rôle les configurations d'alimentation.
Lors de ces tests, une valeur de sous-tension (Under voltage, UVLO) et une valeur de surtension (Over Voltage, OVLO) sont associées à la configuration d'alimentation PDO testée. Dans le cas d'une configuration d'alimentation PDO comprenant une tension de 5 volts, la valeur de sous-tension UVLO est égale à 4,25 volts et la valeur de surtension OVLO est égale à 5,75 volts. Pour chaque autre configuration d'alimentation PDO, la valeur de sous-tension UVLO est égale à la valeur de la tension de la configuration d'alimentation PDO testée moins dix pourcents. Similairement la valeur de surtension OVLO est égale à la valeur de la tension de la configuration d'alimentation PDO testée plus dix pourcents.
L'équipement vérifie si l'alimentation reçue par le dispositif à alimentation est bien comprise entre la valeur de sous-tension UVLO et la valeur de surtension OVLO de la configuration d'alimentation testée.
Dans la cinquième étape (bloc 55, SEND TEST RESULTS), l'équipement fournit les résultats de la procédure de test. Le mode de restitution des résultats de la procédure de test peut prendre différentes formes dont des exemples seront décrits en relation avec la figure 8.
Les résultats comprennent:
le rôle du dispositif testé ;
les configurations d'alimentation supportées par le dispositif testé ; et
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation normalisées.
Dans le cas (sortie N du bloc 52) où l'équipement détermine être en présence d'un dispositif d'alimentation ou un câble, l'équipement procède directement à l'émission des résultats du test qui ne comprennent que le rôle (d'alimentation ou câble) du dispositif testé.
La figure 6 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des étapes d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un câble USB Type-C.
Cette procédure de test est mise en œuvre par un équipement, par exemple un dongle, adapté à tester un câble USB Type-C. L'équipement comprend un circuit d'émission pour communiquer avec le câble. L'équipement comprend au moins un connecteur USB Type-C, destiné à être connecté au câble USB Type-C. Le câble est distinct de l'équipement.
Dans une première étape (bloc 61, CHECK VBUS<VSAFE), une fois un dispositif connecté, l'équipement vérifie que la tension VBUS d'une borne d'alimentation (31, figure 3) du connecteur est inférieure à un premier seuil (VSAFE), dite valeur de sécurité (Vsafe0V), par exemple de 0,9 volt. Si la tension VBUS est supérieure à la valeur de sécurité Vsafe0V, l'équipement arrête la procédure de test et se met en erreur.
Dans une deuxième étape (bloc 62, SOLE CABLE CONNECTED), l'équipement vérifie que le dispositif auquel il est connecté est un câble USB Type-C seul, autrement dit un câble USB Type-C qui n'est connecté qu'à l'équipement et à aucun autre dispositif.
Pour vérifier que le dispositif est un câble USB Type-C seul, l'équipement détermine le rôle du dispositif. Le dispositif connecté, le cas échéant via un câble USB Type-C, peut avoir pour rôle :
dispositif d'alimentation ;
dispositif à alimenter ;
dispositif double fonction ; ou
câble USB Type-C seul, autrement dit un dispositif de transmission d'énergie ou de données.
Si le dispositif connecté n'est pas un câble seul (sortie N du bloc 62), la procédure de test passe directement à une quatrième étape (bloc 64, SEND TEST RESULTS), qui sera décrite ultérieurement.
Si le dispositif connecté est un câble seul (sortie Y du bloc 62), la procédure de test passe à une troisième étape (bloc 63, CONROL CABLE).
Dans cette troisième étape 63 l'équipement détermine si le câble connecté est un câble destiné à véhiculer un courant pouvant atteindre 3 ampères (câble 3A) ou un câble destiné à véhiculer un courant pouvant atteindre 5 ampères (câble 5A). Une différence dans la norme USB-PD concernant les câbles 3A et 5A est que les câbles 5A incluent des circuits électroniques capables de communiquer avec un dispositif auquel ils sont connectés, même lorsque leur autre extrémité est en l'air. Le circuit d'émission de l'équipement envoie un signal à destination du câble. Si l'équipement ne reçoit pas de réponse, cela signifie de façon générale soit qu'aucun dispositif n'est connecté à l'équipement soit que l'équipement est connecté à un câble 3A seul. Dans le mode de réalisation décrit, un câble étant branché, le câble est donc considéré comme étant un câble 3A. Si l'équipement reçoit une réponse, le câble est considéré comme étant un câble 5A.
Dans la quatrième étape (bloc 64, SEND TEST RESULTS), l'équipement fournit les résultats de la procédure de test. Le mode de restitution des résultats de la procédure de test peut prendre différentes formes dont des exemples seront décrits en relation avec la figure 8.
Les résultats comprennent le rôle du dispositif connecté. Dans le cas où un câble seul a été détecté, les résultats comprennent aussi le type de câble (3A ou 5A).
La figure 7 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des étapes d'un mode de mise en œuvre d'une procédure de test d'un dispositif USB-PD.
Cette procédure de test combine les trois procédures de test décrites en relation avec les figures 4, 5 et 6:
test de dispositif d'alimentation ;
test de dispositif à alimenter ; et
test de câble seul.
Elle est mise en œuvre par un équipement, par exemple un dongle, adapté à tester un dispositif USB-PD. Le dispositif est distinct de l'équipement.
Selon un mode de réalisation, l'équipement comprend au moins un connecteur destiné à être connecté à un dispositif d'alimentation ou à un câble seul et un autre connecteur destiné à être connecté à un dispositif à alimenter ou à un câble seul, le cas échéant simultanément.
Selon une variante de réalisation, l'équipement comprend au moins un port double fonction destiné à être connecté à un dispositif d'alimentation ou à un dispositif à alimenter ou encore à un câble seul.
Dans une première étape (bloc 71, CHECK VBUS<VSAFE), une fois un dispositif connecté, l'équipement vérifie que la tension VBUS d'une borne d'alimentation (31, figure 3) du connecteur est inférieure à un premier seuil (VSAFE), dite valeur de sécurité (Vsafe0V), par exemple de 0,9 volt. Si la tension VBUS est supérieure à la valeur de sécurité Vsafe0V, l'équipement arrête la procédure de test et se met en erreur.
Dans une deuxième étape (bloc 72, SOLE CABLE CONNECTED), l'équipement vérifie que le dispositif auquel il est connecté est un câble USB Type-C seul, autrement dit un câble USB Type-C qui n'est connecté qu'à l'équipement et à aucun autre dispositif. Cette étape est identique à la deuxième étape 62 de la procédure de test de câble seul décrite en relation avec la figure 6.
Si le dispositif connecté est un câble seul (sortie Y du bloc 72), la procédure de test passe à une troisième étape (bloc 73, CONTROL CABLE).
Dans cette troisième étape 73 l'équipement détermine si le câble connecté est un câble 3A ou un câble 5A. Ceci est fait tel que décrit dans la troisième étape 63 de la procédure de test de câble décrite en relation avec la figure 6. La procédure passe ensuite directement à une huitième étape (bloc 78, SEND TEST RESULTS), qui sera décrite ultérieurement.
Si le dispositif connecté n'est pas un câble seul (sortie N du bloc 72), la procédure passe à une quatrième étape (bloc 74, CAN DEVICE ACT AS SOURCE).
Dans cette quatrième étape, l'équipement vérifie que le dispositif auquel il est connecté a pour rôle ou fonction d'alimenter. Cette étape est identique à la deuxième étape 42 de la procédure de test de dispositif d'alimentation décrite en relation avec la figure 4.
Si la fonction du dispositif connecté est d'alimenter (sortie Y du bloc 74), la procédure de test passe à une cinquième étape (bloc 75, CONTROL SOURCE).
Dans cette cinquième étape 75, l'équipement effectue un contrôle de dispositif d'alimentation. Cette cinquième étape consiste à effectuer successivement la troisième étape 43, la quatrième étape 44 et la cinquième étape 45 de la procédure de test de dispositif d'alimentation décrite en relation avec la figure 4. Une fois le contrôle de dispositif d'alimentation terminé, la procédure passe à une sixième étape 76.
Dans cette sixième étape (bloc 76, CAN DEVICE ACT AS SINK), l'équipement vérifie que le dispositif auquel il est connecté a pour rôle ou fonction d'être alimenté. Cette étape est identique à la deuxième étape 52 de la procédure de test de dispositif à alimenter décrite en relation avec la figure 5. Cette sixième étape permet dans ce cas de traiter un dispositif double fonction.
Si la fonction du dispositif connecté n'est pas d'alimenter (sortie N du bloc 74), la procédure de test passe directement à la sixième étape (bloc 76, CAN DEVICE ACT AS SINK).
Si la fonction du dispositif connecté est d'être alimenté (sortie Y du bloc 76), la procédure de test passe à une septième étape (bloc 77, CONTROL SINK).
Dans la septième étape 77, l'équipement effectue un contrôle de dispositif à alimenter. Cette septième étape consiste à effectuer successivement la troisième étape 53 et la quatrième étape 54 de la procédure de test de dispositif à alimenter décrite en relation avec la figure 5. Une fois le contrôle de dispositif à alimenter terminé, la procédure passe à la huitième étape (bloc 78, SEND TEST RESULTS).
Dans la huitième étape 78, l'équipement fournit les résultats de la procédure de test. Le mode de restitution des résultats de la procédure de test peut prendre différentes formes dont des exemples seront décrits en relation avec la figure 8.
Si la fonction du dispositif connecté n'est pas d'être d'alimenté (sortie N du bloc 76), la procédure de test passe à la huitième étape.
Dans le cas où le dispositif testé est un dispositif d'alimentation, les résultats comprennent :
le rôle du dispositif testé ;
les configurations d'alimentation proposées par le dispositif testé ;
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation normalisées ; et
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation proposées.
Dans le cas où le dispositif testé est un dispositif à alimenter, les résultats comprennent :
le rôle du dispositif testé ;
les configurations d'alimentation supportées par le dispositif testé ; et
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation normalisées.
Dans le cas où le dispositif testé est un dispositif double fonction, les résultats comprennent :
le rôle du dispositif testé ;
les configurations d'alimentation proposées par le dispositif testé ;
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation normalisées ;
la compatibilité du dispositif avec les configurations d'alimentation proposées ; et
les configurations d'alimentation supportées par le dispositif testé.
Dans le cas où le dispositif testé est un câble seul, les résultats comprennent :
le rôle du dispositif testé ; et
le type de câble (3A ou 5A).
La procédure de test de dispositifs USB-PD telle que décrite en relation avec la figure 7 est un exemple de procédure combinant des procédures décrites en relation avec les figure 4, 5 et 6. D’autres variantes apparaitront à l’homme de l’art. Les différentes étapes de test peuvent par exemple être effectuées dans un autre ordre. L'équipement peut par exemple être équipé d'une mémoire permettant de stocker le rôle du dispositif testé afin de ne déterminer son rôle qu'une seule fois.
La figure 8 représente une vue en perspective de plusieurs modes de réalisation d'un équipement 8 de mise en œuvre de procédures de test.
Dans l'exemple de la figure 8, on suppose cinq modes (A) à (E) de réalisation d'un équipement 8 de mise en œuvre de procédures de tests précédemment décrites. Selon ces modes de réalisation l'équipement prend la forme d'un dongle.
Le premier mode de réalisation 8(A) est un dongle 8 comprenant :
un connecteur USB Type-C male 81 ;
un écran d'affichage 83 (Display) ; et
deux boutons et/ou LEDs 85.
Le deuxième mode de réalisation 8(B) est un dongle 8 comprenant :
un connecteur USB Type-C femelle 87 ;
un écran d'affichage 83 (Display) ; et
deux boutons et/ou LEDs 85.
Le troisième mode de réalisation 8(C) est un dongle 8 comprenant :
un connecteur USB Type-C male 81 ;
un connecteur USB Type-C femelle 87 ;
un écran d'affichage 83 (Display); et
deux boutons et/ou LEDs 85.
Le quatrième mode de réalisation 8(D) est un dongle 8 comprenant :
un connecteur USB Type-C male 81 ;
un connecteur USB Type-C femelle 87 ;
un module Bluetooth 89 ; et
deux boutons et/ou LEDs 85.
Le cinquième mode de réalisation 8(E) est un dongle 8 comprenant :
deux connecteurs USB Type-C femelle 87 ;
un module Bluetooth 89 ; et
deux boutons et/ou LEDs 85.
En figure 8(B) à 8(E) on a illustré des câbles 86 qui constituent soit directement le dispositif à tester, soit une liaison de raccordement au dispositif à tester.
Les cinq exemples 8(A) à 8(E) de mode de réalisation de l'équipement comprennent au moins un connecteur USB Type-C, mâle ou femelle, destiné à être branché au dispositif à tester. Ces modes de réalisation comprennent deux boutons permettant de contrôler l'équipement et/ou deux LEDs, par exemple pour indiquer l'état d'un contrôle automatique.
Les cinq exemples 8(A) à 8(E) de modes de réalisation comprennent aussi au moins un mode de restitution des résultats de procédures de test. Ce mode de restitution prend, dans ces exemples, au moins une forme parmi :
un écran d'affichage ;
un module Bluetooth ; et
un ensemble de LEDs.
L'écran d'affichage permet de restituer et d'afficher des résultats directement sur l'équipement. Le système d'affichage peut par exemple être un écran LCD.
Le module Bluetooth permet de transmettre les données de résultats afin de les afficher sur un dispositif externe à l'équipement tel qu'un ordinateur portable, un smartphone, une tablette, etc.
L'ensemble de LEDs permet d'afficher des couleurs différentes en fonction des résultats du test.
On notera que l'équipement peut comprendre une combinaison de plusieurs modes de restitution.
Selon d'autres modes de réalisation l'équipement 8 peut comprendre au moins un des composants suivants :
une batterie (88, vues (D) et (E));
un circuit capable d'émuler un dispositif à alimenter ;
un circuit capable d'émuler un dispositif d'alimentation ;
un connecteur USB Type-C double fonction ; et
un circuit d'émission.
La figure 9 représente, de façon très schématique, un mode de réalisation d'un équipement 91 constituant une interface entre un dispositif d'alimentation et un dispositif à alimenter.
L'équipement 91 (EQUIPEMENT) comprend au moins un premier connecteur USB Type-C destiné à être connecté à un dispositif d'alimentation 92 (SOURCE). L'équipement comprend au moins un deuxième connecteur USB Type-C destiné à être connecté à un dispositif à alimenter 93 (SINK).
L'équipement 91 est capable de mettre en œuvre les procédures décrites en relation avec les figures 4 à 7. Les dispositifs à alimenter et d'alimentation auquel il est connecté sont testés par l'équipement après leur connexion. Une fois les deux dispositifs testés et leurs configurations d'alimentation déterminées conformes, l'équipement peut :
mémoriser les configurations d'alimentation négociées, autrement dit les configurations d'alimentation proposées par le dispositif d'alimentation et les configurations d'alimentation supportées par le dispositif à alimenter ;
surveiller en continu la tension de bornes d'alimentation (VBUS) du dispositif d'alimentation et du dispositif à alimenter ;
surveiller le courant circulant du dispositif d'alimentation vers le dispositif à alimenter ; et
interrompre la connexion entre les deux dispositifs en cas de surtension.
La figure 10 représente, par des vues (A) et (B) en perspective, d'autres modes de réalisation d'équipement.
Les figures 10(A) et 10 (B) sont des modes de réalisation d'équipement dans lesquels l'équipement est intégré à un dispositif différent du dispositif à tester.
La figure 10(A) est une vue en perspective d'un multimètre 101 dans lequel l'équipement 8 est intégré. L'équipement 8 utilise par exemple l'écran 103 du multimètre 101 comme moyen de restitution des résultats.
La figure 10(B) représente des vues en perspective respectivement de face et de dos, d'une lampe de poche 105 dans lequel l'équipement 8 a été intégré. Le mode de réalisation représenté utilise un ensemble de LEDs 106, 107, 108 comme mode de restitution des résultats, tel que décrit précédemment en relation avec la figure 8.
Cet ensemble de LEDs, est capable :
d'afficher une lumière d'une première couleur, par exemple orange 107, lorsque le test est en cours ;
d'afficher une lumière d'une deuxième couleur, par exemple verte 106, si les configurations d'alimentation proposées, ou supportées, du dispositif testé sont conformes ; et
d'afficher une lumière d'une troisième couleur, par exemple rouge 108, si les configurations d'alimentation proposées, ou supportées, du dispositif testé ne sont pas conformes.
A titre de variante l'équipement peut être intégré à tout objet électronique tel qu'un smartphone, une cigarette électronique, un disque dur externe, batterie externe (Power Bank), etc.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L’homme de l’art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaitront à l’homme de l’art.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l’homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, le choix des composants électroniques utilisés dépend des procédures de test mises en oeuvre.

Claims (16)

  1. Equipement (8 ; 91), adapté à tester un dispositif à alimenter (93) de type USB-PD, comprenant au moins un connecteur USB Type-C (3 ; 81, 87), destiné à être connecté au dispositif à alimenter à tester, ledit dispositif étant distinct de l'équipement.
  2. Equipement selon la revendication 1, dans lequel l'équipement (8 ; 91) et le dispositif à alimenter (93) fonctionnent de manière autonome l'un de l'autre.
  3. Procédé de test d'un dispositif de type USB-PD, dans lequel le test est mis en œuvre par un équipement (8 ; 91) selon la revendication 1 ou 2, comportant au moins les étapes successives suivantes :
    vérification (41 ; 51 ; 61 ; 71) que la tension d'une borne d'alimentation (VBUS), est inférieure à un premier seuil (VSAFE) ;
    vérification (42 ; 52 ; 62 ; 72, 74, 76) du rôle du dispositif connecté ;
    génération (44 ; 53) de requêtes représentatives de configurations d'alimentation ; et
    vérification (54) de la compatibilité des configurations d'alimentation supportées par le dispositif avec des configurations d'alimentation normalisées.
  4. Equipement selon la revendication 1 ou 2 ou procédé selon la revendication 3, dans lequel l'équipement (8 ; 91) comprend une batterie (88).
  5. Equipement selon la revendication 1, 2 ou 4 ou procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel au moins un connecteur USB Type-C (3 ; 81, 87) de l'équipement (8 ; 91) est destiné à être connecté à un dispositif d'alimentation (92) à tester.
  6. Equipement ou procédé selon la revendication 5, comportant au moins l'une étape parmi :
    une simulation (43) de dispositif à alimenter ;
    une vérification (45) de la compatibilité des configurations d'alimentation proposées par le dispositif d'alimentation (92) testé avec les configurations d'alimentation normalisées ; et
    une vérification (45) de la compatibilité du dispositif d'alimentation (92) testé avec les configurations d'alimentation proposées.
  7. Equipement ou procédé selon la revendication 6, dans lequel l'équipement (8 ; 91) comprend au moins un deuxième connecteur USB Type-C (3 ; 81, 87).
  8. Equipement ou procédé selon la revendication 7, dans lequel l'équipement (8 ; 91) est destiné à être connecté simultanément à un dispositif d'alimentation (92) et à un dispositif à alimenter (93), de sorte à constituer une interface.
  9. Equipement ou procédé selon la revendication 8, dans lequel l'équipement (8 ; 91) est apte à :
    mémoriser les configurations d'alimentation négociées ;
    surveiller en continu la tension de borne d'alimentation (VBUS) du dispositif d'alimentation (92) et du dispositif à alimenter (93) ;
    surveiller le courant circulant du dispositif d'alimentation (92) vers le dispositif à alimenter (93) ; et
    interrompre la connexion entre les deux dispositifs (92, 93) en cas de surtension.
  10. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 à 9 ou procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, dans lequel l'équipement (8 ; 91) comprend un mode de restitution des résultats (83, 85, 89 ; 103 ; 106, 107, 108).
  11. Equipement ou procédé selon la revendication 10, dans lequel le mode de restitution des résultats est un écran d'affichage (83 ; 103).
  12. Equipement ou procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le mode de restitution des résultats est un module Bluetooth (89).
  13. Equipement ou procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel le mode de restitution des résultats est un ensemble de LEDs (85 ; 106, 107, 108).
  14. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 à 13 ou procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, dans lequel l'équipement (8 ; 91) comprend un circuit d'émission pour communiquer avec le câble.
  15. Equipement ou procédé selon la revendication 14, dans lequel l'équipement (8 ; 91) est apte à déterminer un type de câble (86) connecté.
  16. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 à 15 ou procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 15, dans lequel l'équipement (8 ; 91) comprend un port double fonction.
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