Aller au contenu

USB-IF: certification USB-C, USB4 et USB Power Delivery

Guide - Certification USB-IF

L'USB Implementers Forum (USB-IF) est le consortium qui maintient les spécifications USB et opere le programme de certification associe. A la différence d'une autorité réglementaire, l'USB-IF est une association de droit prive, dont les décisions tirent leur force d'un régime contractuel de licence de marque et d'un écosystème de laboratoires accredites. Le programme couvre l'ensemble du périphérique connecte par USB : connecteurs USB-C, cables, chargeurs USB Power Delivery, contrôleurs USB4, périphériques USB 2.0 et USB 3.x. La directive européenne (UE) 2022/2380 a récemment institue le port USB-C comme port de charge filaire pour la plupart des appareils portables vendus dans l'Union, en renvoyant aux spécifications maintenues par l'USB-IF via la serie EN 62680. Cette page presente le périmètre du programme, les routes de certification, l'attribution du VID et du PID, la négociation USB PD avec EPR et PPS, les alternate modes et l'articulation entre certification privée et exigence réglementaire européenne.

L'USB Implementers Forum a ete fonde en 1995 par un groupe d'industriels (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, Nortel) pour piloter l'évolution du bus serie universel. Il est aujourd'hui une corporation a but non lucratif basée a Beaverton, Oregon. L'USB-IF n'est ni une autorité publique ni un organisme notifie au sens européen : il fonctionne comme un consortium prive, sur un modele proche du Bluetooth SIG ou du PCI-SIG.

Son périmètre couvre la publication des spécifications USB (USB 2.0, USB 3.2, USB4, USB Power Delivery, USB Type-C, USB Authentication), l'allocation du Vendor ID, la licence des marques USB, le programme de conformité avec son réseau d'Authorized Compliance Labs, et la tenue de l'Integrators List publique.

Le USB-IF n'edicte aucune obligation réglementaire de mise sur le marche : la commercialisation d'un produit USB dans l'UE ou aux USA dépend des régimes nationaux (marquage CE, FCC). Mais sans certification USB-IF, le produit ne peut utiliser la marque USB ni les logos officiels et ne peut être liste sur l'Integrators List, contraintes qui limitent fortement les debouches OEM et la perception commerciale, en particulier sur les chargeurs et les cables.

L'usage des marques USB est strictement conditionne a une licence active auprès de l'USB-IF. Deux voies coexistent : adhérer en tant que membre (Member Company), avec accès aux spécifications de travail et a des conditions tarifaires préférentielles ; ou accéder via le Non-Member Logo License Agreement, qui permet d'utiliser les logos USB sur des produits certifies contre une redevance. Tous les fabricants soumettant un produit a certification doivent obtenir un VID préalablement, qu'ils soient membres ou non. Le montant des frais administratifs d'attribution du VID est publie par l'USB-IF et revu périodiquement ; il convient de se référer au site officiel pour la valeur en vigueur.

L'identification d'un périphérique USB sur le bus repose sur le triplet (VID, PID, bcdDevice) declare dans le Device Descriptor lors de l'énumération.

Le Vendor ID est un entier 16 bits attribue de maniere unique par l'USB-IF a une entreprise. Il identifie le fabricant auprès du système hôte et conditionne, sur certains systèmes d'exploitation, le chargement automatique de pilotes signes. L'attribution se fait via un dossier administratif sur le portail USB-IF, accompagne d'un paiement one-time, et l'USB-IF ne réalloue pas les VID liberes. Un VID ne donne pas en soi le droit d'utiliser les marques USB : il identifie le fabricant, point. L'usage commercial des logos requiert en outre la licence de marque et la certification du produit concerne.

Le Product ID est un entier 16 bits gere par le titulaire du VID, qui alloue librement ses 65 536 PID a ses references produits. Aucun enregistrement n'est requis auprès de l'USB-IF ; il appartient au fabricant de garantir l'unicité interne. Le couple VID:PID est universel : deux references partageant le même couple risquent des conflits de pilote sur les systèmes hotes. Une mise a jour matérielle non rétrocompatible doit normalement entraîner un nouveau PID. Le champ bcdDevice distingue les révisions d'une même reference, et l'iSerialNumber, lorsqu'il est présent, fournit un identifiant unique par exemplaire utile pour le management de parc.

L'évolution des débits USB a donne lieu a une nomenclature complexe que l'USB-IF a tente plusieurs fois de rationaliser. Le tableau ci-dessous donne les paliers techniques et le marketing name officiel actuellement recommande.

SpecificationAnnee de publicationDebit nominalMarketing name actuelConnecteur usuel
USB 1.1199812 Mbps (Full Speed)Hi-Speed historiqueType-A, Type-B
USB 2.02000480 Mbps (High Speed)USB 2.0Type-A, Type-B, micro-B, Type-C
USB 3.0 / 3.1 Gen 1 / 3.2 Gen 120085 Gbps (SuperSpeed)USB 5GbpsType-A bleu, Type-C
USB 3.1 Gen 2 / 3.2 Gen 2201310 Gbps (SuperSpeed+)USB 10GbpsType-A, Type-C
USB 3.2 Gen 2x2201720 GbpsUSB 20GbpsType-C uniquement
USB4 1.0 (USB4 Gen 2x2 / Gen 3x2)201920 Gbps / 40 GbpsUSB 20Gbps / USB 40GbpsType-C uniquement
USB4 Version 2.0202280 Gbps, asymétrique jusqu'a 120 GbpsUSB 80GbpsType-C uniquement

USB4 est techniquement different d'USB 3.x : il reprend la couche physique Thunderbolt et introduit le concept de tunneling, dans lequel un même cable transporte des flux USB 3.x, DisplayPort et PCIe encapsules. La compatibilité descendante avec USB 3.x et USB 2.0 reste assurée par la négociation initiale.

La certification se fait par spécification : un produit declare conforme a USB 80Gbps doit passer les essais USB4 v2 ; il n'herite pas automatiquement du label USB 40Gbps, même si le silicon le supporte techniquement.

Le connecteur USB Type-C, publie en 2014, introduit la réversibilité (insertion sans sens), la symétrie électrique, et un bus de signalisation Configuration Channel (CC) qui pilote la négociation des rôles (DFP / UFP, source / sink, host / device) et de la puissance.

La paire CC1 / CC2 porte plusieurs fonctions :

  • détection mécanique du sens d'insertion ;
  • identification de la nature de l'autre extrémité via des pull-ups / pull-downs ;
  • transport du protocole USB PD en couche BMC (Biphase Mark Coding) ;
  • transport optionnel du Vconn pour alimenter l'e-marker du cable.

Les pull-up résistors cote source (Rp) déterminent le courant par défaut declare avant négociation PD (USB Default 500 mA / 900 mA, 1.5 A, 3 A). Toute non-conformité des valeurs Rp / Rd, frequente dans des designs precipites, conduit a des problèmes d'énumération et a des échecs de la certification.

Tout cable USB Type-C transportant plus de 3 A doit embarquer un e-marker, microcontrôleur conforme USB PD qui répond aux requêtes Discover Identity et declare les capacités du cable :

  • courant maximal supporte (3 A, 5 A, EPR jusqu'a 5 A a 48 V) ;
  • débit maximal de la couche physique (USB 2.0 only, USB 3.2 Gen 1 / 2, USB4 Gen 2 / 3) ;
  • support de l'EPR ;
  • support des alternate modes (DisplayPort, Thunderbolt) ;
  • VID:PID du fabricant du cable.

Un cable sans e-marker, ou avec un e-marker invalide, sera limite par le chargeur a 3 A (60 W a 20 V) au mieux, ou refuse pour les profils EPR. L'absence d'e-marker sur un cable revendiquant 100 W ou plus est l'un des motifs les plus fréquents de retrait sur les marketplaces et d'échec en compliance.

USB Power Delivery (USB PD) est la couche protocolaire qui gere la négociation de puissance sur le bus USB-C. Elle a evolue en plusieurs révisions majeures, dont les apports principaux sont les suivants.

RevisionAnneeApport principalPuissance maxTensions fixes
PD 1.02012Connecteur Type-A / Type-B, BFSK sur Vbus100 W (5 A / 20 V)5, 12, 20 V
PD 2.02014Type-C, BMC sur CC, alternate modes100 W5, 9, 15, 20 V
PD 3.02017Authentication, PPS, Fast Role Swap100 W5, 9, 15, 20 V
PD 3.12021EPR (Extended Power Range), AVS240 WSPR : 5, 9, 15, 20 V ; EPR : 28, 36, 48 V
PD 3.22024Clarifications EPR, alignement USB4 v2240 WIdem 3.1

L'Extended Power Range introduit trois paliers de tension fixe au-dessus de 20 V : 28 V (jusqu'a 140 W), 36 V (jusqu'a 180 W) et 48 V (jusqu'a 240 W), tous a 5 A. Un produit EPR doit d'abord respecter le socle Standard Power Range (SPR, jusqu'a 100 W) puis déclarer les paliers EPR supportes. Les cables EPR doivent être identifies par leur e-marker comme EPR-capable.

PPS est un mode optionnel introduit en PD 3.0 qui permet une tension continûment ajustable par paliers de 20 mV et un courant par paliers de 50 mA, sur une plage déclarée par le chargeur. Un APDO (Augmented Power Data Object) declare la plage (par exemple 3,3 V - 11 V, 0 - 5 A), et le périphérique demande un point de fonctionnement par Request Data Object. PPS est utilise pour la charge rapide de batteries en boucle fermée, ou le périphérique remonte SoC et température pour ajuster la tension en temps reel.

PPS est exige pour certains logos USB-IF de charger certifie (Certified USB Charger, Certified USB Fast Charger).

La négociation PD suit une séquence stricte : détection CC, attachement, echange de Source_Capabilities (table des PDO), Request, Accept ou Reject, PS_RDY. Un Power Role Swap est possible apres négociation, transformant un sink en source (cas typique d'un dock USB-C qui s'alimente puis fournit aux périphériques).

Toute non-conformité a la séquence ou aux timings, frequente dans des implémentations partielles, conduit a des échecs de compliance. Le respect strict des state machines décrites dans la USB PD Specification est l'un des points les plus délicats du programme.

Le connecteur USB-C transporte non seulement des données USB et de la puissance PD, mais aussi, en alternate mode, d'autres protocoles natifs encapsules sur les paires SuperSpeed. La négociation est portée par USB PD via les VDM (Vendor Defined Messages) Discover Modes / Enter Mode.

Alternate modeSpecificationDebit / capacitéNotes
DisplayPort Alt ModeVESA DisplayPort Alt Mode 1.0 / 2.0 / 2.1DP 1.4 / 2.0 / 2.1 (jusqu'a UHBR20, 80 Gbps)Partage des paires SS, peut être 2 ou 4 lanes
Thunderbolt 3 / 4 / 5Intel Thunderbolt Specification40 / 40 / 80 Gbps (TB5 jusqu'a 120 Gbps asymétrique)Certification additionnelle Intel TB
HDMI Alt ModeHDMI Forum (statut deprecie)HDMI 1.4bQuasi-disparu au profit de DisplayPort Alt Mode
MHL Alt ModeMHL Consortium (statut deprecie)MHL 3.xQuasi-disparu
USB4 (non alt mode)USB4 v1 / v220 / 40 / 80 GbpsTunneling natif de DP, PCIe, USB 3.x

Avec USB4, le tunneling rend les alternate modes en partie redondants : un cable USB4 transporte nativement DisplayPort et USB 3.x sans bascule de mode. Mais les périphériques USB-C non USB4, en particulier les écrans en DisplayPort Alt Mode, restent largement deployes. La certification USB4 d'un produit ne couvre pas l'usage d'un alternate mode DisplayPort sur un autre port ; chaque mode est evalue separement.

L'USB-IF opere un programme de conformité structure autour de laboratoires accredites et d'evenements d'integration.

Une vingtaine de laboratoires dans le monde sont accredites par l'USB-IF pour exécuter les Compliance Tests. La liste est publique sur le site USB-IF. L'accréditation est spécifique aux spécifications couvertes (un laboratoire peut être habilite pour USB 2.0, USB 3.2 et USB PD mais pas pour USB4, par exemple).

Les essais couvrent la couche électrique (eye diagrams SuperSpeed, masque RX, jitter, return loss, CC pull-ups, Vbus régulation, inrush current), la couche protocole (énumération, descriptors, state machines USB et PD), la négociation PD (Source / Sink Capabilities, paliers SPR et EPR, PPS et Fast Role Swap si declares), la conformité Type-C (orientation, polarité, debounce timings) et l'interopérabilité avec un Gold Tree, set de produits hôte / périphérique / chargeur de reference. Le Gold Tree est un point essentiel : un produit qui passe les essais électriques mais echoue a un test d'interopérabilité est retoque, même si son comportement est conforme a la lettre des états specifies.

L'USB-IF organise plusieurs USB Compliance Workshops par an, evenements semi-prives ou les fabricants peuvent présenter leurs produits aux laboratoires officiels sur place, bénéficier de tarifs préférentiels et corriger les écarts entre deux sessions. Les produits ayant satisfait les essais sont publies sur l'Integrators List, base publique avec TID (Test ID), VID, spécifications certifiées et date. C'est cette liste, et non un certificat papier, qui fait foi pour l'usage des marques.

La directive (UE) 2022/2380 sur le chargeur commun, en application depuis le 28 décembre 2024 et étendue aux ordinateurs portables au 28 avril 2026, introduit dans la directive RED 2014/53/UE un article 3.4 qui impose des exigences techniques sur le port de charge filaire de la plupart des appareils portables.

L'article 3.4 ne nomme pas l'USB-IF et n'exige pas un logo certified. Il impose, en substance :

  • la présence d'un port USB Type-C sur les appareils portables a charge filaire ;
  • la compatibilité USB Power Delivery des que la puissance d'entrée depasse 15 W, sans handshake propriétaire restrictif ;
  • la vente dissociée du chargeur (avec ou sans, au choix du consommateur) ;
  • un étiquetage harmonise indiquant la présence ou non du chargeur dans l'emballage et la puissance minimale / maximale.

Le renvoi technique se fait via la serie EN 62680, transposition CENELEC des spécifications USB-IF :

  • EN IEC 62680-1-3 : Common components, USB Type-C cable and connector ;
  • EN IEC 62680-1-2 : USB Power Delivery ;
  • EN IEC 62680-1 : Universal Serial Bus interfaces, general.

Un produit conforme aux spécifications USB-IF correspondantes satisfait l'exigence technique de l'article 3.4, sans qu'il soit réglementairement exige de détenir un certificat USB-IF. Mais en pratique, sans passage par les Compliance Tests, la démonstration de la conformité a la négociation PD et au socle USB-C est extrêmement difficile a documenter dans un dossier RED.

Certification USB-IF versus conformité réglementaire

Section intitulée « Certification USB-IF versus conformité réglementaire »

Le tableau ci-dessous resume la différence de nature.

AspectCertification USB-IFConformite directive (UE) 2022/2380 / RED art. 3.4
NatureProgramme prive de consortiumCadre réglementaire européen
Acte juridiqueLicence de marque + listingMarquage CE + DoC RED
ObjetMarque, identité produit, interopérabilitéAcces au marche unique
SanctionRetrait de licence, retrait des listings, action en contrefaçonInterdiction de mise sur le marche, retrait, amendes
DocumentsTID, listing Integrators List, rapports labDoC RED, dossier technique, étiquette harmonisée
ReferentielUSB Type-C, USB PD, USB4 (specs USB-IF)RED 2014/53/UE + serie EN 62680
Acteurs évaluateursAuthorized Compliance Labs (USB-IF)Autoevaluation module A ou organisme notifie

En pratique, un fabricant souhaitant placer un produit USB-C dans l'UE en couvrant a la fois la conformité réglementaire et l'usage des marques USB engage les deux programmes en parallèle, en s'assurant que les rapports laboratoires couvrent les essais utiles aux deux. Voir marquage CE et pilier RED pour les régimes européens, et chargeur universel USB-C, application 2024 pour le calendrier d'entrée en vigueur.

Erreur la plus directe et la plus sanctionnee. Le mot USB, le trident officiel, le logo SuperSpeed, les marques USB4 et USB PD sont proteges. Toute mention exige une licence active et un produit liste sur l'Integrators List. Les marketplaces (Amazon, AliExpress, eBay) retirent régulièrement les annonces a la suite de signalements de l'USB-IF.

Un cable USB-C revendiquant plus de 60 W (typiquement 100 W via 20 V / 5 A) sans e-marker valide est non conforme a la USB Type-C Specification. Il sera bride par les chargeurs PD a 3 A et refuse par les profils EPR. Défaut le plus fréquent sur les cables d'origine douteuse.

Beaucoup d'implémentations partielles fonctionnent avec un chargeur connu mais échouent sur un autre. La cause est presque toujours une approximation dans les state machines PD (timings PS_RDY, transitions Hard Reset / Cable Reset, ordre des Source_Capabilities). Le Gold Tree expose ces écarts. Traiter la PD comme un protocole de communication a part entière, avec tests unitaires et banc d'interop, plutôt que comme une routine d'alimentation.

Confusion USB 3.x / USB4 sur la base du connecteur

Section intitulée « Confusion USB 3.x / USB4 sur la base du connecteur »

Un connecteur Type-C ne dit rien du débit. Un produit Type-C peut être USB 2.0 only, USB 5Gbps, USB 10Gbps, USB 20Gbps ou USB 40Gbps / 80Gbps USB4. La nomenclature marketing officielle de l'USB-IF doit être alignée sur la spécification effectivement certifiee.

Subordonner la charge rapide a un protocole propriétaire

Section intitulée « Subordonner la charge rapide a un protocole propriétaire »

Plusieurs chargeurs et telephones implémentent des protocoles propriétaires (QC, VOOC, SuperVOOC) en supplément de la PD standard. La directive (UE) 2022/2380 interdit explicitement de subordonner la charge rapide a un handshake propriétaire restrictif au-dela de 15 W. Le chargement complet en USB PD doit être disponible avec n'importe quel chargeur PD conforme.

USB4 v1 et v2 imposent des essais spécifiques, distincts de USB 3.2. Un produit annonce comme USB4 sans certification USB4 explicite, même si le silicon le supporte techniquement, ne peut pas porter la marque USB4 ni le logo USB 40Gbps / USB 80Gbps.

La certification USB-IF coexiste avec plusieurs autres régimes :

  • Marquage CE et directive RED pour la mise sur le marche européen ;
  • FCC Part 15 pour les émissions involontaires aux USA ;
  • CB Scheme pour la sécurité électrique (essais IEC 62368-1 sur les chargeurs) ;
  • Thunderbolt Certification d'Intel pour les produits TB3 / TB4 / TB5, en complément du USB-IF ;
  • Bluetooth SIG, Matter et autres consortiums pour les couches applicatives.

Pour un produit commercialise des deux cotes de l'Atlantique, voir EU + US, double certification ; pour les enjeux spécifiques au chargeur commun en UE, voir chargeur universel USB-C, application 2024.

Voir également le glossaire pour les définitions VID, PID, e-marker, EPR, PPS, alternate mode, et les guides marquage CE, pilier RED ainsi que chargeur universel USB-C pour l'application de la directive (UE) 2022/2380.

Sources & références

  1. USB-IF, USB Implementers Forum , USB Implementers Forum www.usb.org/
  2. USB-IF Compliance Program , USB Implementers Forum www.usb.org/compliance
  3. USB-IF Document Library (USB 2.0, USB4, USB PD spécifications) , USB Implementers Forum www.usb.org/document-library
  4. Directive (UE) 2022/2380, chargeur commun , EUR-Lex eur-lex.europa.eu/eli/dir/2022/2380/oj
  5. Directive RED 2014/53/UE, article 3.4 , EUR-Lex eur-lex.europa.eu/eli/dir/2014/53/oj
  6. Serie EN 62680, Universal Serial Bus interfaces for data and power , CENELEC standards.iteh.ai/catalog/standards/clc/

Questions fréquentes

La certification USB-IF est-elle obligatoire pour vendre un produit USB-C dans l'Union européenne ?
Non au sens strictement réglementaire : la mise sur le marche dans l'UE dépend du marquage CE et, pour les catégories couvertes par la directive (UE) 2022/2380, du respect des exigences techniques USB-C et USB PD telles qu'introduites a l'article 3.4 de la directive RED. La certification USB-IF est en revanche contractuellement obligatoire pour utiliser les logos USB, les marques certified USB4 ou USB PD, et pour obtenir un VID. Les deux régimes coexistent et la directive européenne renvoie aux spécifications maintenues par l'USB-IF, notamment via la serie EN 62680.
Quelle est la différence entre un VID et un PID ?
Le VID (Vendor ID) est un identifiant unique attribue par l'USB-IF a une entreprise sur la base d'une procédure administrative et de frais one-time. Le PID (Product ID) est un identifiant 16 bits gere librement par le titulaire du VID pour distinguer ses produits sur le bus. Le couple VID:PID permet a l'hôte d'identifier le périphérique, de charger le bon pilote et de tracer le produit ; il ne se substitue jamais a la certification.
Un cable USB-C doit-il être certifie ?
Un cable USB-C revendiquant la marque ou les logos USB doit être certifie comme tout produit USB. Au-dela de l'aspect marque, l'USB Type-C Specification impose un e-marker (puce d'identification électronique conforme USB PD) pour tout cable supportant plus de 3 A (donc des le 5 V / 60 W, et obligatoire au-dessus) et pour tout cable USB4 ou Thunderbolt. L'e-marker porte les capacités du cable (courant maximal, débit, support de l'Extended Power Range) et permet au chargeur de négocier le bon profil.
USB PD 3.1 EPR remplace-t-il les profils PD 3.0 ?
Non. EPR (Extended Power Range), introduit dans USB PD 3.1, ajoute des paliers de tension fixe au-dessus de 20 V (28 V, 36 V, 48 V) permettant d'atteindre 240 W, mais conserve l'intégralité des profils standards PD 3.0 (5 V, 9 V, 15 V, 20 V) qui restent les profils par défaut pour les produits courants. Un produit EPR doit d'abord être conforme au socle PD standard puis déclarer les paliers EPR supportes. Cables et connecteurs EPR sont spécifiques et identifies par leur e-marker.
Que couvre l'Authorized Compliance Lab program ?
L'USB-IF accredite un réseau de laboratoires (Authorized Compliance Labs, ITL) habilites a exécuter les Compliance Tests sur les produits soumis a certification. Les essais couvrent la couche électrique, la couche protocole USB 2.0 / 3.x / 4, la négociation USB PD, la conformité Type-C (orientation, polarité, CC pull-ups), l'interopérabilité avec un set de produits de reference. Le rapport de laboratoire est verse au USB Integrators Forum suivi du listing sur l'Integrators List apres revue.
La directive (UE) 2022/2380 impose-t-elle de passer par la certification USB-IF ?
La directive ne nomme pas l'USB-IF comme organe certificateur et n'exige pas un logo certified. Elle impose des exigences techniques (port USB-C, support de USB PD au-dela de 15 W, vente dissociée du chargeur) décrites dans l'annexe technique modifiant la directive RED 2014/53/UE. Ces exigences renvoient aux spécifications USB-IF et a la serie EN 62680 qui les transpose en normes europeennes. En pratique, un produit conforme aux spécifications USB-IF satisfait l'exigence technique, sans que le passage par la certification USB-IF soit lui-même un acte réglementaire.
Qu'est-ce que USB Type-C Authentication ?
USB Type-C Authentication est un protocole cryptographique optionnel décrit dans la USB Type-C Authentication Specification. Il permet a un hôte ou a un chargeur de vérifier, via PKI, l'identité et les capacités déclarées du périphérique ou du cable connecte avant d'engager la négociation USB PD complete. Il vise principalement les chargeurs haute puissance et les environnements sensibles (politiques d'entreprise, infrastructure de recharge). Son adoption reste partielle et il n'est pas exige par la directive (UE) 2022/2380.
Qu'est-ce que PPS et a quoi sert-il ?
PPS (Programmable Power Supply) est un mode optionnel d'USB PD 3.0 et supérieur qui permet au périphérique de demander une tension continûment variable par paliers de 20 mV et un courant par paliers de 50 mA, dans une plage déclarée par le chargeur. Il est utilise principalement pour la charge rapide de batteries Li-ion en boucle fermée (direct charging, sans LDO de descente cote produit), avec des gains sur le rendement et l'echauffement. PPS est requis pour certains logos PD Certified Charger.