華為MateBook與MacBook Type-C接口體驗

2021-02-13 EETOP

MateBook,作為第一款國產單Type-C接口的平板電腦,一經面市就受到了廣泛的關注。本文嘗試對MateBook的TYPE-C接口特性,進行一些常規的測試,並結合MacBook進行一些比對希望對關注這款產品的愛好者們有所幫助。

( 圖1 Mate Book Type-C體驗所用的測試工具 )

 如圖1所示,本次測試使用了7款TYPE-C外設。包括,第一、Matebook原配24W適配器;第二、Apple 官方Macbook Docking;第三、LDR6021 60W適配器;第四、LDR-PD01 USB PD協議分析儀;第五、LDR-PD02 USB PD電壓觸發器;第六、LDR-PD05 TYPE-C接口雙向保護器;第七、LDR6023 DOCKING,帶HDMI輸出。

第一步、TYPE-C接口充電功率測試

( 圖2 Matebook原裝適配器,24W Max )

原裝適配器上,顯示的是5V 2A,9V 2A,12V 2A,先用LDR-PD02對其各檔電壓和電流進行測試:

( 圖3  MateBook原裝適配器5V檔LDR-PD02測試 )

( 圖4 Matebook原裝適配器 9V檔LDR-PD02測試 )

( 圖5 原裝適配器12V檔LDR-PD02測試 )

經過測試,3檔電壓,都能給輸出最大2.3A,在2.4A進行了過流保護,在過流保護關斷前,有明顯的降壓輸出功能,可以對智能設備進行自適應,避免不必須要的強制關斷。實際上,賽爾康生產的這款USB PD適配器,在研發、測試、老化過程中,都批量使用了LDR-PD02。適配器真身確認無誤後,即開始插入MateBook進行實際充電測試。

( 圖6 原裝適配器插入Matebook 使用LDR-PD01進行USB PD協議分析 )

  插入以後,LDR-PD01立即收到了適配器與Matebook之間的通信協議,首先來看適配器發出的PDO。

( 圖7 Matebook原裝適配器的PDO數據包 LDR-PD01抓取 )

  毫無意外,非常工整的三檔PDO,與外殼上所標示的值完全相同。Matebook收到這個PDO數據包後,會立即進行request,第一步Request的是 12V 1A,這估計是出於安全的角度考慮。 在1A穩定後,會再次進行request,這次要求的是2A:

( 圖8 Matebook最終的request數據包 LDR-PD01抓取 )

  Matebook,也有放它的Sink_Cap數據包出來。

( 圖9 Matebook的Sink_Cap數據包 LDR-PD01抓取 )

從這個數據包可以看出Matebook能夠接受從9V到20V的電壓,而它自己本身也能夠輸出5V,因為是Dual_role器件。不知道是出於何種原因,電流是1A,這可能會給某些智能適配器造成誤會,以為僅僅1A電流就可以滿足Matebook的需求,而事實上,它的電流需求情況不是這樣的。我們分別用原裝適配器,LDR6021適配器14.5V和20V兩個版本對Matebook進行測試,電流需求結果如下:

( 圖10 使用原裝適配器12V供電,Matebook電流消耗情況LDR-PD01命令行獲取 )

( 圖11 使用LDR6021 14.5V適配器供電,Matebook電流消耗情況 LDR-PD01命令行獲取 )

( 圖12 使用LDR6021 20V適配器供電, Matebook電流消耗情況LDR-PD01命令行獲取 )

通過實測分析我們可以看到Matebook在12V,14.5V,20V情況下,分別消耗了24.6W,25.2W,以及27W,基本認為是恆功率輸入,沒有什麼意外。另外,在無適配器插入時,通過接入LDR-PD02作為負載,Matebook自己也可以向外輸出功率,提供的電能是5V 1.8A,並支持Emarker Cable,通過協議分析,我們得知,Matebook原配的TYPE-C TO TYPE-C線,並沒有內置Emarker晶片。另外,我們對MateBook對協議的容忍度進行了測試,結果與Macbook 2015版本類似,沒有對適配器以及Docking進行過多的時序約束,即使對方沒有滿足標準要求的時序,Matebook的策略仍然是最大限度容忍,可能是出於提升兼容性的目的。而Macbook2016則表現的對時序非常苛刻,導致了很多兼容性問題。功率信息測試完成後,開始測試多媒體特性,首先使用APPLE原裝的DOCKING插入進行測試。

( 圖13 使用Apple Macbook Docking對Matebook進行測試 )

  插入後,LDR-PD01的通信指示燈亮起,代表兩邊的PD通信已經取得成功。但是,右下角卻出現了「不可識別的USB設備」標誌,這意味著需要驅動程序。我們一時弄不懂這個驅動程序應該如何獲取。但是,設備似乎是能夠工作的,也能夠讀取USB3.0的U盤,並輸出HDMI,但是,卻出現了一個問題,USB2.0的滑鼠用不了。由此猜測,這個不可識別的設備,就是針對Macbook Docking內部的USB2.0 hub來說的,為什麼會有一個USB 2.0的hub而不是3.0的HUB呢? 這是因為,USB3.0的數據,在Macbook Docking裡面,從C口到A口是直通的。而2.0的數據卻必須要進過hub,因為雖然輸出A口只有一個,但是,Macbook Docking自身需要用USB2.0數據來實現固件自動升級,包括USB PD的SRC TO SNK Power Swap功能。Apple通過這個USB2.0的數據,為自己留了後門,在用戶拔出適配器的時候,掛在hub上的移動硬碟不會被復位,數據傳輸不會被中斷。目前來看,這部分基於USB 2.0的協議,Apple並沒有釋放給第三方,導致了LDR6023,Fresco,VL等第三方Docking事實上無法在拔電不掉盤這個性能上達到與MACBOOK DOCKING同等的效果。否則,Apple官方$99的一個DOCKING,如何維持優勢呢?

好了,為了避開這個無法識別USB 設備的的問題,我們轉向了LDR6023 DOCKING,接入Matebook。

( 圖14 使用LDR6023 DOCKING對Matebook進行測試 )

與Macbook Docking不同,LDR6023 Docking,從C到A口的USB 3.0和 USB2.0的數據,都是直通的,自然也就不存在不可識別設備的問題。當然,在線升級的功能,同樣是有的,不同的是,LDR6023 DOCKING把這個功能做在了充電這端的TYPE-C口上,這樣就可以避開USB 2.0HUB的問題。插入後,一切正常,Warcraft出來了。U盤正常讀取,4K的HDMI信號出現,似乎非常完美。開始進行一些具有挑戰的測試了。插上充電,過程很平穩,視頻不閃爍,U盤也正常讀取。說明LDR6023 Docking Matebook配合進行SNK TO SRC的Power swap過程很完美,LDR-PD01的協議分析也支持了這一點。在充電過程中,突然拔掉適配器。結果,黑屏了,需要閃幾閃,才能夠恢復過來,同時U盤也被重新復位了。說明SRC TO SNK的Power Swap過程失敗。這個過程比較奇特,因為LDR6023 Docking在對 Macbook 2016版進行 SRC TO SNK Power Swap 過程是非常成功的。馬上截取LDR-PD01的協議分析數據,數據表明,從PR SWAP命令發出,到雙方的PS_RDY握手過程圓滿成功,但是卻在完成swap,並且Matebook已經接管了VBUS並輸出5V後的50ms,Matebook突然復位了type-c總線,VBUS和CC信號Drop到接近0V,於是全功盡棄。對Macbook Docking也有同樣的效果。對手上的一塊Fresco的Docking進行測試後發現,不僅拔出後HDMI會消失,連插入適配器也會造成HDMI輸出中斷,也就是說,SRC TO SNK的POWER SWAP過程也是失敗的。

( 圖15 Matebook PR_SWAP過程失敗 )

  這讓我們想到了要到月底才能夠發售的 Matebook 原配 DOCKING,是不是因為這些細節的原因還在磨合呢。究竟會如何就不得而知了。到時候,小編會再補上相關測試結果的。說點題外話,Power swap是個坑,Macbook 2015版最初是把協議做錯了,我們的一位朋友為此特意發了郵件給Apple的開發組,他們還回了郵件,承認確實做錯了。對於Apple來說,木已成舟,只好把2015版的Mac book升級成既兼容它出廠時那種錯誤的協議流程,又兼容完全標準的協議流程。而2016版的MacBook,則從出廠開始,就不再兼容原有的錯誤協議流程,必須完全遵循標準,這造成了業界不小的震動,其中VL100全軍覆沒,舊版LDR6023和Fresco的Docking在拔掉適配器時,必然復位U盤和HDMI信號,即閃屏,因為錯誤協議流程導致CC連接的必然復位。當然,各家都已經陸續推出了自己的升級版固件。

  Matebook 的發布為國內 type-c 接口從業者帶來了極大的鼓舞。畢竟,這一匠心之作,將會成為國內典範,後續整個產業就可以快步增長了,包括 10月份,預計華為還會推出type-c接口的MatePhone,支持pd充電已經是確定的了,但是能否支持DP輸出,這個還不清楚。在這方面,華為和國內的手機廠商都面臨一個難題。假如手機支持DP輸出,那麼,輸什麼東西出來? Apple有著自己的套餐,手機使用IOS,DP輸出MacOS,Microsoft有自己的win10 套餐,手機使用win10 mobile,DP輸出win10桌面版。國內手機基於Android的UI作業系統,這個套餐不好做,估計也就只能夠搭配ChromeOS了,但是這顯然不符合消費者的需求。難道只能夠投奔Microsoft嗎?華為作為國產手機的表率,在這一輪新的淘汰賽中會交出什麼答卷,讓我們拭目以待。

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