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Petite surprise, le HDMI Licensing LLC , groupement qui s'occupe de la licence (payante) entourant le fonctionnement des ports HDMI vient d'annoncer l'arrivée d'une extension dédiée à l'USB Type-C.

Nous avons eu maintes fois l'occasion d'en parler, les nouveaux connecteurs USB Type-C font tout pour devenir les connecteurs universels, proposant des solutions aussi bien côté chargement avec l'USB-PD, la vidéo en devenant le connecteur pour DisplayPort, et plus récemment l'audio.

Quoique l'on pense de l'intérêt d'un connecteur unique, l'idée semble faire petit à petit son chemin ce qui vaut l'annonce aujourd'hui du consortium HDMI. Ce dernier vient d'annoncer un "HDMI Alt Mode" permettant de créer des câbles avec d'un côté un connecteur USB Type-C, et de l'autre un connecteur HDMI classique :

Sur le papier, l'idée peut sembler séduisante, cela permet de créer des adaptateurs à bas coût ne nécessitant pas de puce pour faire la conversion DP/HDMI comme actuellement.

En pratique les choses vont être beaucoup plus compliquées puisque pour que cela marche, il faudra que le périphérique source (que ce soit un PC, une tablette ou autre) gère le nouveau protocole "HDMI Alt Mode". L'adoption ou non du nouveau protocole dans les contrôleurs/périphériques risque de créer une bonne vague d'ambiguité pour les consommateurs, l'autorité de licence HDMI  se contentant d'un "We are also working with USB-IF to make sure consumers can recognize when HDMI Alt Mode is supported on USB Type-C devices.".

Qui plus est, d'un point de vue technique le HDMI Licensing LLC à fait le minimum : on est limité au HDMI 1.4b, soit au mieux 4K 24p. On rappellera que la bande passante maximale de l'USB Type-C est de 40 Gb/s, largement au dessus des 14.4 Gb/s réclamés par le HDMI 2.0 (qui gère le 4K 60).

On ne peut pas s'empêcher de penser que les intentions du HDMI Licensing LLC ne sont pas forcément innocentes. En rajoutant son protocole alternatif, qui techniquement n'apporte rien de plus que le DisplayPort a part des limitations, l'autorité cherche probablement a rajouter un peu de confusion dans l'esprit des consommateurs, tout en essayant de préserver son modèle économique. Pour rappel, chaque produit HDMI est redevable d'une licence allant de 4 à 15 cents (en dollars). A l'inverse, le DisplayPort poussé par le consortium VESA est un standard ouvert, dépourvu de royalties.

On pourra blâmer, une fois de plus, la naïveté certaine de l'USB-IF qui en ouvrant des modes d'utilisation alternatifs à l'USB ne s'attendait visiblement pas à ce que leurs "bonnes intentions" soient détournées par d'autres intérêts de l'industrie (un reproche que l'on pouvait déjà leur faire avec Thunderbolt 3).

Ce n'est en prime pas la première manoeuvre des membres du HDMI Licensing pour tenter d'entraver le DisplayPort. Quatre de ses membres fondateurs (Hitachi, Philips, Silicon Image et Sony) tentent par le biais du MPEG-LA de réclamer une licence pour l'utilisation de leurs brevets sur les périphériques utilisant des connecteurs DisplayPort. Une licence par produit... de 20 cents  !

En avril dernier, l'USB-IF avait indiqué travailler sur la standardisation des chargeurs USB Type-C. C'est désormais chose faite puisque le comité qui s'occupe de diriger l'avenir de l'USB vient d'annoncer ce nouveau standard par un communiqué de presse (PDF) . Tous les chargeurs certifiés seront désormais capables de charger n'importe quel périphérique USB Type-C !

L'effort de standardisation au niveau de l'IEC était encore en cours

Pour rappel, l'USB Type-C inclut une norme de chargement très avancée, l'USB Power Delivery qui autorise le chargement de périphériques jusque 100 watts (les ports USB 2.0 classiques délivrent pour rappel 5 watts, et au mieux 15 watts pour des ports spécifiques). De quoi autoriser l'alimentation d'une nouvelle classe de périphériques (on peut imaginer un écran USB Type-C alimenté par son seul connecteur), mais aussi d'ajouter de la flexibilité.

Exemple de fonctionnement du changement de rôle rapide présenté en avril dernier

Une des nouveautés du standard USB-PD 3.0 et de l'USB Type-C 1.2 est d'autoriser le changement de rôle rapide. Un PC portable et un disque dur peuvent être relié à un hub USB auto alimenté. Ce dernier fournira alors l'alimentation à la fois au PC et au disque dur. Si cependant on débranche l'alimentation, la batterie du PC portable prendra le relais pour alimenter à la fois le hub USB, et le disque dur.

Pour arriver à un standard universel, l'USB-IF avait commencé à simplifier la manière dont la puissance est délivrée avec des règles fixes. Le comité de standardisation avait ainsi mis de côté le concept de profils, totalement incompréhensible pour les utilisateurs.

Le communiqué de l'USB-IF donne quelques indication sur le nouveau standard. D'abord, un logo sera apposé désormais sur tous les chargeurs certifiés pour les reconnaître facilement. Ils seront de facto interopérables avec tous les autres périphériques USB Type C, la négociation de la puissance étant effectuée lors de la connexion. On pourra donc connecter un smartphone à un chargeur 100 watts, et un PC portable à un chargeur 15 watts si on le souhaite sans qu'il n'y ait de difficulté.

Pour simplifier le tout, le logo présent sur le chargeur indiquera tout simplement sa puissance en watts ! La puissance est indiqué dans une taille assez petite sur le logo, mais l'on se félicitera quand même de sa présence qui devrait aider largement à la compréhension pour les utilisateurs.

La plaquette de présentation de l'USB-IF

Les divers messages qui s'afficheront à l'écran pour les utilisateurs (par exemple un avertissement si le chargeur est insuffisant) indiqueront également des puissances en watts. Une simplification et une interopérabilité bienvenue qui sera, on l'espère, adoptée rapidement par les acteurs du milieu...

L'édition chinoise de l'IDF a donné lieu à une présentation des membres de l'USB-IF sur les nouveautés à venir autour du standard USB. La première concerne la version 1.2 de la spécification du connecteur USB Type-C. Un travail important de clarification a été fait pour rendre les documents plus clairs, certains passages ayant entraîné des interprétations hasardeuses qui avaient donné lieu à des câbles non certifiés, mais surtout fonctionnellement non valides et parfois même dangereux vendus dans le commerce ! Les processus de certifications ont également été clarifiés et un effort a été fait pour valider des prises standards qui pourront être vendues et réutilisées par les différents fabricants de câbles.

 

 

On notera que de gros efforts ont été faits au niveau du standard de chargement USB Power Delivery (USB-PD) qui permet de charger des périphériques dans les deux sens. Tout fonctionne par le biais de négociations, un périphérique pouvant se déclarer comme étant capable de fournir (Source), ou de recevoir (Sink) de l'énergie. Typiquement, un PC portable peut recevoir de l'énergie d'un chargeur mural USB Type-C, mais aussi charger un smartphone en simultanée sur un autre port. La négociation s'effectue au moment de la connexion, avant tout envoi d'énergie dans un sens ou dans l'autre (pour protéger les périphériques), et les choix effectués à l'origine peuvent être rediscutés à tout moment (un PC portable draine une batterie externe sur un port : on branche le PC portable au secteur sur un autre port, le PC portable se recharge et renverse le rôle de la batterie externe en proposant de la recharger).

Ces choix sont gérés au niveau basique par les contrôleurs USB, et c'est au système d'exploitation de proposer d'une manière ou d'une autre à l'utilisateur quand nécessaire d'effectuer les changements lorsqu'il y a ambiguïté (par exemple, on débranche le PC portable du chargeur mural, faut-il continuer de charger la batterie externe ?).

 

 

Un autre changement concerne les profils de puissance proposés. La norme originale proposait un système de profils très compliqué qui définissait les différentes puissances de chargement possibles. Tout était découpé autour de cinq profils qui définissaient plusieurs niveaux de puissance (jusqu'à 100 watts) via l'utilisation de plusieurs tensions. C'est en fonction des profils déclarés que les contrôleurs USB pouvaient effectuer automatiquement les choix que nous mentionnions plus haut.

La spécification USB-PD 3.0 simplifie le tout en remplaçant les profils par des règles fixes qui indiquent, pour chaque niveau de puissance, comment celle-ci sera délivrée. Par-dessus cela, les périphériques exprimeront simplement leurs besoins en watts, et indiqueront le niveau actuel de charge de leur batterie. Un système plus simple, et surtout plus compréhensible pour les utilisateurs. Les systèmes d'exploitations pourront ainsi communiquer plus clairement les choix lorsque nécessaire. On ne peut que se féliciter de ce changement !

Sur la question du chargement on notera enfin deux choses, d'abord une standardisation de la question des hubs alimentés de manière externe, pour gérer correctement le cas d'un hub que l'on débranche alors qu'il alimentait des périphériques. Imaginons par exemple un PC portable relié à un hub USB alimenté de manière externe, sur lequel est connecté un disque dur externe. Si l'on débranche l'alimentation du hub, ce dernier devra organiser l'inversion des rôles (en indiquant au PC portable qu'il doit alimenter le disque dur). La spécification défini un mode rapide d'inversion des rôles pour s'assurer qu'il n'y ait pas de discontinuité, et autorise le chargement distant au travers d'un hub.

Le dernier point qui nous réjouira tous concerne un effort auprès de l'IEC pour la définition d'un standard de chargeurs. La plupart des modifications présentées plus haut viennent en effet de demande du comité de standardisation. La norme reste encore à terminer, chaque pays ayant ses spécificités locales, mais le standard est en voie de finalisation. Là encore, une très bonne nouvelle qui devrait mettre un terme aux adaptateurs multiples incompatibles.

Concernant le sujet de l'authentification dont nous vous avions parlé plus tôt dans le mois, l'USB-IF a confirmé ce qu'ils nous avaient déjà dit, à savoir que les câbles et chargeurs qui passeront la certification USB auront droit à un certificat (vérifiable en ligne par le système d'exploitation si il le désire) signé par l'USB-IF.

Le dernier point évoqué a été celui de l'extension Digital Audio, qui avait été évoquée l'été dernier. L'USB-If va faire évoluer son standard USB Audio existant pour permettre de nouvelles utilisations avec une idée : supprimer la prise jack des smartphones et tablettes.

Etant donné l'important parc existant de casques avec prises jack, la nouvelle norme prendra en charge un mode analogique. L'idée est ici simple, on fait transiter le signal déjà amplifié (par le DAC du smartphone) par le connecteur USB Type-C, un adaptateur passif suffisant pour récupérer le signal par une prise jack traditionnelle. On notera que la norme prévoit la gestion des standards TRRS (4 fils), utilisés par les casques qui incluent un microphone et des boutons de volumes (on reconnaît leurs prises par la présence de quatre segments au lieu de trois)

 

 

Pour le cas d'un casque numérique, c'est cette fois ci le signal digital (non amplifié) qui transitera par la prise et qui sera amplifié par le DAC du casque. Le standard gère évidemment des cas d'utilisation plus complexes et permet de relier simplement et efficacement entrées et sorties audio, ainsi que d'éventuels boutons pour le contrôle du volume, mais aussi d'autres usages plus avancées (plusieurs micros, plusieurs sorties audio, réduction du bruit, etc). On pourra ainsi à terme connecter simplement un smartphone à un home cinéma par exemple sans passer par une conversion analogique inutile (et destructrice).

Il est intéressant de noter dans les slides qu'il sera nécessaire d'apporter des fonctionnalités en plus pour « justifier » l'intérêt de nouveaux casques audio numériques pour que le standard ait une chance de s'imposer. Un challenge important puisque le jack 3.5mm est avec nous depuis de nombreuses années, datant de 1964 (le jack pleine taille datant du 19eme siècle !). D'autant que qui dit signal numérique, dit protection : le HDCP (optionnel) sera de la partie. Le standard devrait être terminé ce trimestre, nous aurons l'occasion de vous en reparler.

L'USB-IF vient d'ajouter un nouveau document à la spécification USB 3.1 . Baptisée USB Type-C Authentication Specification, il s'agit d'une spécification optionnelle qui rajoute la possibilité pour un hôte USB d'authentifier les câbles et les périphériques USB. Nous vous avions parlé de l'arrivée de ce protocole en août dernier.

Si l'on peut penser instantanément aux dérives que pourrait provoquer une norme de ce type - certains constructeurs de PC Portables n'autorisant pas l'utilisation de chargeurs tiers par exemple - en pratique les conséquences devraient être un peu plus nuancées, pour ne pas dire positives.

La question de la sécurité a toujours été un problème avec l'USB. Comme la majorité des protocoles mis au point durant les années 90, la question de la sécurité n'a tout simplement jamais été prise en compte dans la spécification. La multiplication incessante des protocoles gérés par l'USB (HID, vidéo, audio, réseau...) complexifiant un peu plus la donne.

Au fil des années, on a pu voir s'empiler un bon nombre de failles, certaines particulièrement importantes comme BadUSB . Le concept est relativement simple à comprendre, l'implémentation de base s'agissait d'une attaque du contrôleur de stockage Phison, très répandu dans les clefs USB (voir notre comparatif). La faille repose sur la possibilité (bien utile) de connecter plusieurs périphériques via un hub.

La modification du firmware transforme ainsi la clef en deux périphériques connectés en simultanée (ou ultérieurement, tout est imaginable), le second périphérique pouvant être un "faux" clavier par exemple ou une fausse carte réseau. De la même manière, des chargeurs "publics" peuvent être modifiés pour insérer un autre périphérique et compromettre l'hôte USB.

Avec l'arrivée de l'USB Type-C et de la dernière version de la norme de chargement (USB-PD 2.0), la situation s'est complexifiée puisque sont arrivés sur le marché un grand nombre de chargeurs et câbles non seulement défaillants, mais parfois excessivement dangereux. En effet si l'USB limitait dans sa version originale à 5 watts la puissance fournie aux périphériques (15W dans un second temps), l'USB-PD 3.0 fait passer le seuil à 100 watts, autorisant le chargement de PC portables (par exemple les Macbook et les Chromebook), mais multipliant surtout les erreurs de design dans les câbles et les adaptateurs Type-A vers Type-C.

Une situation tellement catastrophique qu'un ingénieur de chez Google, Benson Leung, s'est distingué en achetant et testant les différents modèles disponibles sur le marché pour vérifier s'ils étaient conformes aux spécifications. Il maintient ainsi une liste de câbles certifiés dans ce document en ligne .

Les mauvais designs ne sont cependant pas l'apanage de l'USB Type-C puisqu'à été découvert il y a quelques jours un chargeur USB laissant passer directement le 230V vers les prises USB . Electrisant !

Et si l'on ajoute des idées surréalistes comme WebUSB , une initiative de Google pour autoriser la création de drivers USB... en Javascript (!), il est difficile de penser qu'il n'est pas indispensable d'améliorer rapidement la sécurité de l'USB.

Regroupant toute l'industrie (d'Intel à Microsoft en passant par AMD, Apple, Google, STMicro... et même VIA !), la spécification décrit un système d'authentification optionnel basé sur un système de certificats présents dans les périphériques, l'hôte ayant charge de valider leur authenticité. Le protocole s'adapte à la fois aux périphériques (qui utilisent les voies de transferts de "données") et aux chargeurs.

Ce qui se passe en cas de périphérique non conforme reste la responsabilité du système d'exploitation de l'hôte USB. En cas de branchement d'un chargeur non certifié, le système d'exploitation pourra par exemple avertir l'utilisateur d'un problème potentiel, lui laissant le choix d'autoriser ou non la connexion. La spécification décrit également un scénario d'entreprise ou les systèmes d'exploitations pourront être configurés pour n'autoriser le branchement que de certaines clefs USB dont le certificat a été autorisé par le département informatique de l'entreprise.

De nombreux scénarios sont envisageables et si l'on peut craindre qu'un constructeur tente de fermer l'USB a ses seuls périphériques, la norme semble avoir été pensée pour maximiser l'interopérabilité. Il sera important de voir dans les mois à venir de quelle manière seront implémentés précisément les restrictions dans les systèmes d'exploitation, en notant qu'a plusieurs reprises, la spécification sous entend un cas particulier pour la "certification" USB.

L'USB-IF propose en effet depuis des années des certifications pour les différents produits (via des compliance workshop ), qui se traduisaient simplement par le droit d'utiliser ou non le logo USB (un "droit" facilement contournable pour les contrefaçons). Tout laisse penser que l'USB-IF signera lui même un certificat (un périphérique peut en contenir plusieurs) pour les périphériques ayant passé les tests de conformité même si la chose n'a pas été explicité clairement.

Le communiqué de presse , tout comme la spécification font ainsi référence à plusieurs reprises au cas des chargeurs USB-PD certifiés, laissant penser que l'interopérabilité des chargeurs a bel et bien été prise en compte. C'est en tout cas en ce sens que l'USB-IF semblait se diriger l'été dernier.

MAJ 18/04 : L'USB-IF nous a confirmé qu'il signerait lui même un certificat principal pour chaque revendeur, certificat qui servira de base à la signature de certificats signés par les revendeurs eux mêmes conformément à une procédure définie (un champ dans le certificat permet de s'assurer que le produit à passé les tests de conformité si nécéssaire, via Internet). Les systèmes d'exploitation pourront donc simplement valider tous les produits "conformes" et autoriser l'interopérabilité, ce qui est le but de ce protocole.