多功能又超便利 USB Type-C 顯示器,看似完美其實潛藏風險?

2023-06-13 09:00:00    編輯: TechNews
導讀 市場傳言今年九月蘋果旗艦手機 iPhone 15 系列,將改用 USB Type-C 傳輸埠,捨棄長期以來的 Lightning 介面。 各大廠牌也因應推出了多功能的 USB Type-C 顯示器產...


市場傳言今年九月蘋果旗艦手機 iPhone 15 系列,將改用 USB Type-C 傳輸埠,捨棄長期以來的 Lightning 介面。

各大廠牌也因應推出了多功能的 USB Type-C 顯示器產品,但隨之而來的相容性問題,如何找出問題點?

2022 年底,歐盟議會正式拍板定案,自 2024 年底起,強制要求各類於歐盟銷售的手機、平板、數位相機等消費性電子產品,都必須統一使用 USB Type-C 充電介面,降低電子垃圾產量。

消息一出,市場目光紛紛轉向獨立規格的蘋果陣營。更有傳言,下一代蘋果旗艦手機 iPhone 15 系列,也將改用 USB Type C 傳輸埠,正式跟 Lighting 說再見。

其實不只是手機,近年來在消費性電子產品,USB Type-C 早已是主流規格。無論是系統端、筆記型電腦、儲存裝置、顯示器等,各種 3C 周邊產品,都可看到 USB Type-C 介面的蹤跡。

為什麼 Type-C 如此受到歡迎?該介面最大優勢,就是將檔案傳輸、影像輸出及充電功能集合在同一條 USB Type-C 連接線中。不像早期一種產品就需要一種規格的線,Type-C 相較 USB Type-A、Micro USB,傳輸速度可高達 10Gbps,並提供高達 100W 的充電電流。

許多顯示器大廠,也因應此市場趨勢,不再僅僅將自家產品侷限於顯示功能,而是開發整合出集眾多功能於一身的機種,比如結合了 USB Hub(USB 集線器)功能與網路功能,可替消費者節省另外購買 USB Hub 等周邊產品的費用,也增加了桌面使用空間。於是,螢幕是否具備 USB Hub 的功能,也逐漸成為使用者選購的指標之一。

你的螢幕有 USB Hub 功能嗎?你知道若螢幕不再只是螢幕,對生活有多少改變嗎?

一、再也不必彎腰找主機的 USB 埠,從螢幕就能優雅傳輸資料

如同前面所述,螢幕顯示器不再只有基礎的顯示功能,新增的 USB Hub 端搭配 Type-C 介面,更能幫助使用者將眾多裝置集結在一台裝置中。

例如:儲存裝置,如外接硬碟及小型隨身碟、外接鍵盤、滑鼠等,或是其它不需再外接電源的 USB 相關設備,均可一併接到螢幕的 USB Hub,不必再彎腰找主機的 USB 埠插槽,還擔心電線亂糟糟。

▲圖一:螢幕不僅有顯示功能,後端的 USB Hub 搭配 Type-C 介面,讓使用者不必再彎腰找主機的 USB 埠,就能輕鬆連結許多裝置。(Source:宜特科技)

另外,更有可支援 RJ45(模組連接器/乙太網路連接器網路)網路介面的顯示器型號,讓使用者在電腦主機沒有 RJ45 介面的情況下,仍可透過顯示器使用有線網路,讓自已無論是處在有線或無線的網域時,都能夠方便的使用網路。

二、USB Type-C 顯示器支援雙功能,高速傳輸還是高清畫質,由你來決定

擁有 USB Hub 的顯示器,還有一個更厲害的功能,就是使用者可在傳輸速度和高解析度這兩項功能中,自行切換優先權。

基於 USB Type-C 介面在顯示部分中,依循的規範是 VESA(Video Electronics Standard Association, 影片電子標準協會)DisplayPort 規範中的 Display 替代模式(DisplayPort Alt Mode)。

而將 DP 技術應用在 USB Type-C 介面中,稱為 DisplayPort Alt Mode Over Type-C 技術。DisplayPort Alt Mode 擁有多樣性傳輸模式,即可同時傳遞高解析度影像、USB 檔案傳輸及電力(充電)功能。

想當然爾,品牌廠在開發商品時,為了製造更便利於消費者的功能,便在設計上賦予 USB Type-C 使用者自行選擇「顯示清晰度」或「資料讀取速度」這兩方面的優先權(USB Prioritization Function)。

以下由 VESA DisplayPort 規範來說明,這兩種不同情境下的使用方式:

(一)降低解析度,提高傳輸速度,使用 DisplayPort 2 Lane 頻寬: High Data Speed

第一種,使用 2 Lane 頻寬,即是僅用原本顯示頻寬的一半,來處理顯示的解析度及畫面構成,並將 USB 資料傳輸頻寬,調整至 USB 3.0 的速度來使用。

例如:為提高 USB 資料的傳輸速度至 USB 3.0,來達到高速傳輸的效果,更改使用設定為: 將原可支援到 4K 解析度更新率為 60fps(3840×2160@60Hz)的螢幕,調降成顯示解析度至 4K 解析度更新率為 30fps(3840×2160@60Hz)或是2K(2560×1440)的解析度。

(二)支援高解析度最佳畫質,降低資料傳輸頻寬使用 DisplayPort 4 Lane 頻寬:High Resolution

第二種,使用 4 Lane 頻寬,讓支援到高解析度的螢幕,如 4K(3840×2160@60Hz)更新率,可優先使用至最佳畫質來顯示。由於 USB Type-C 的頻寬是固定的,相對地,需要調降 USB 資料傳輸頻寬至 USB 2.0 的速度來使用。

三、方便之餘,潛在的風險知多少?

這類的產品設計上,對於使用者來說,真是一項智慧及便利的功能。但同時,在設計及開發的過程中,要完美兼具顯示及 USB 資料傳輸功能,卻不是一件容易的事。

因此,為了確認產品品質,廠商須要讓顯示器做。宜特訊號測試實驗室,多年來已累積上千筆實驗數據,我們透過數據資料庫中,彙整出以下五項最常見的風險。

(一)畫面全黑,突然從螢幕中看到了自己

在螢幕相容性上很常出現的問題,就是顯示器因無法正常接送訊號,而呈現出畫面全黑的狀況,也就是所謂的黑屏,造成使用者無法正常看到電腦畫面。

▲圖二:顯示器因相容性問題造成的黑屏狀況。(Source:宜特科技)

(二)畫面出現雜訊,不是你眼花是它真的有問題

另一種在相容性上很常出現的問題,顯示器會出現零點幾秒鐘,甚至長達一至兩分鐘的雜訊畫面,幹擾了使用者正常使用電腦的狀況。

▲圖三:因相容性問題導致螢幕出現雜訊。(Source:宜特科技)

(三)電腦主機莫名重新啟動,導致使用者資料通通消失

相容性中有一個很深奧的問題,就是 USB 速度上的切換,會使得電腦主機無端地自動重新啟動,導致使用者正在使用的資料,均無法被儲存,工作中的任何內容,都有被抹滅的風險。

(四)資料存取速度慢,說好的 USB 3.0 高速傳輸呢?

資料傳輸速度應該提高至 USB 3.0 的裝置,卻仍舊停留在 USB 2.0 的速度。如何確認產品達到 USB 3.0 宣稱的 Super Speed ? 我們可藉由檢查 USB 速度的軟體工具,來確認其 USB 速率模式是否只有 High Speed,而非宣稱的 USB 3.0 Super Speed。

(五)資料無法被讀取

USB 設備無法被電腦讀取或使用,此點比例稍低於前面幾項。當此問題發生時,通常 USB Hub 還能運作,只是對於某些品牌的 USB 設備相容性較差,導致該設備無法在螢幕 USB Hub 上正常運作。而發生問題的設備也較廣泛,常見的包含 USB 隨身碟、視訊攝影機、滑鼠鍵盤等等。

▲圖四:透過宜特訊號測試實驗室的資料庫,上述五點發生的比例。(Source:宜特科技)

其中,從宜特訊號測試實驗室觀察到,上述提及的「黑屏」(Screen Issue)與「雜訊」(Corruption),算是比較嚴重且常見的相容性問題,深切影響使用者對於該產品,乃至整個品牌的信任度。按圖四來看,在螢幕 USB Hub 問題中,此兩種加起來所佔的比率將近 50% 之多,不可不重視。

四、從產品規格、特色,量身打造的相容性測試方案

近年,各大品牌廠力推的整合型產品,對於消費者來說,增加了更多的便利性,能搭配的周邊設備種類也是千變萬化。但隨之而來的,即是各類設備的相容性問題浮上檯面,那要廠商該如何確保產品品質呢?

宜特訊號測試實驗室,除了可提供 USB/ DisplayPort / HDMI /VESA DisplayHDR 等多項標準測試及官方認證服務外,更能為品牌客戶的 USB Type-C 及其他各類產品的相容性嚴格把關。針對各式各樣不同的客戶產品功能,宜特能客製化制定相容性的測試項目,並依循著使用者角度,設計出專業詳細的測試步驟,找出產品與其周邊設備相容性的問題點,協助客戶解決棘手問題。

本文與長久以來支持宜特的您分享經驗,若您有任何訊號測試相關問題,或是想要更進一步了解細節,歡迎洽詢宜特訊號測試實驗室 +886-3579-9909 分機 1066 張小姐 │Email:

(首圖來源:宜特科技;文章來源:宜特科技)

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