不僅僅是快充,原來(lái)Type-C設(shè)計(jì)這么強(qiáng)悍!

原創(chuàng) 2020-04-10 17:01:00 Type rk3399 OK3399


 


Type-C作為手機(jī)上已經(jīng)發(fā)展多年的的接口已經(jīng)很普遍了,它集成了顯示、供電、USB2.0 USB3.0數(shù)據(jù)傳輸,最重要的還支持正反插!這么強(qiáng)大的Type-C不用到開(kāi)發(fā)板上有點(diǎn)可惜了,當(dāng)然為集成這么多功能,Type-C的原理設(shè)計(jì)上還是稍微復(fù)雜點(diǎn),今天就結(jié)合FETOK3399-C開(kāi)發(fā)板帶大家簡(jiǎn)單了解下。



先說(shuō)說(shuō)Type-C支持正反插這事,這應(yīng)該是USB標(biāo)準(zhǔn)化組織做的最體諒人民大眾的事了,在這前使用USB基本需要插2遍以上甚至反復(fù)插。

然后上帝瘋了,說(shuō)要有正反插,于是有了Type-C,那Type-C是如何做實(shí)現(xiàn)的呢?

 

USB Type-C的協(xié)議手冊(cè)里對(duì)接口和插頭有如下定義:

 

 

 

可以比較明顯的看出來(lái),接口定義中的對(duì)稱設(shè)計(jì)、電源、USB2.0數(shù)據(jù)都是很嚴(yán)格的對(duì)稱,那剩下的都是啥信號(hào)?

TX1+ TX1- RX1+ RX1- RX2- RX2+ TX2- TX2 +

這幾對(duì)差分信號(hào)均為USB3.0的數(shù)據(jù)信號(hào)(USB3.1 gen24對(duì)差分全部用作數(shù)據(jù)傳輸),USB3.0的速度由于比較快,最高達(dá)到了5Gbps ,所以不能像USB2.0那樣直接一跟線分叉接到連接器上,需要專門(mén)的USB SWITCH進(jìn)行數(shù)據(jù)線的交換,而FET3399 CPU自帶轉(zhuǎn)換器,所以直接接到核心板上即可。

C C1 CC2

這是TYPE-C里面最重要的信號(hào),正反插的靈魂所在,先來(lái)張圖看看正反插有幾種可能


乍一想只有兩種情況,正插和反插嘛,如藍(lán)色線,但仔細(xì)一想還有可能線內(nèi)部進(jìn)行了交叉如紅色線,所以有四種情況,那USB控制器如何知道是哪一種狀態(tài)呢?

CC引腳就起作用了,CC是Communication Channel的縮寫(xiě),既然是通信用的那肯定先有個(gè)規(guī)范,Type-C協(xié)議對(duì)CC通信如何使用用一張圖說(shuō)明,如下


兩種模式 一種是電壓源 , 一種是電流源。其實(shí)呢都是為了檢測(cè)下CC引腳的電壓,只不過(guò)電流源在電纜較長(zhǎng)或者說(shuō)線阻較大的情況下比較穩(wěn)定。線纜內(nèi)部都是只有一根CC線的,另一個(gè)CC引腳會(huì)對(duì)地加一個(gè)電阻Ra通過(guò)source端的Rp電阻或者Ip電流在CC端產(chǎn)生一個(gè)電壓,這個(gè)電壓就能指示線纜在source端的正反狀態(tài),sink端的CC引腳會(huì)對(duì)地加一個(gè)Rd電阻,同樣可以識(shí)別正反狀態(tài)同時(shí)線纜里實(shí)際存在的那一根CC線還可以通過(guò)Rp Rd電阻或者電流的大小來(lái)指示source端的供電能力。因此如果不引入PD協(xié)議,Type-C最大支持到3.0A 5V的供電能力。



當(dāng)然這只是常規(guī)的主設(shè)備到從設(shè)備的供電方式,TYPE-C還支持?jǐn)?shù)據(jù)流的雙向通信,電源流的雙向傳遞,甚至音頻的數(shù)據(jù)直接傳遞,這些都需要CC來(lái)做判斷,就有了下圖:

 

TYPE-C由于有了更強(qiáng)大的角色轉(zhuǎn)換能力,對(duì)主設(shè)備的描述也就隨之細(xì)化,如:

對(duì)供電能力的描述分為

Source only 只提供電源

Sink only 只接收電源

Dual-Role-Power(DRP)  雙角色

對(duì)U SB 數(shù)據(jù)流向描述分為

DFP only 下行端 可以理解成HOST

UFP only  上行端 可以理解成DEVICE

Dual-Role-Data(DRD) 雙角色 可以理解成OTG

 

SBU

作為Type-C USB3.0的一個(gè)預(yù)留引腳,在USB4中做雙線通道的初始化和管理,還可以做為耳機(jī)接口中的MIC信號(hào)使用。

 

 

 

V conn

一張圖解釋下Vconn,一般有Emark芯片的線纜會(huì)用到Vconn供電,當(dāng)一個(gè)CC確認(rèn)方向后Source端的另一個(gè)CC會(huì)切換成Vconn為Emark供電,帶有Emark芯片的線纜能通過(guò)CC與設(shè)備進(jìn)行通信,反饋此線纜的溫度,承受電流能信息,對(duì)于大功率充電的安全性還是有很大幫助的。


 

看完每一個(gè)引腳的作用,再看下面這張圖是不是有點(diǎn)恍然大悟,不得不感嘆下TYPE-C的巧妙設(shè)計(jì)。

 

飛凌OK3399-C開(kāi)發(fā)板上就有這樣一個(gè)支持除PD供電功能外的全功能Type-C,甚至里面集成了DP顯示信號(hào),可以直接通過(guò)Type-C輸出4K圖像,小伙伴們還不快來(lái)試一試。

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