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USB TYPE-C

TYPE-C,C是介面物理形式的版本號

在電源上來說,屬於供電裝置( TYPE-C中稱為SRC即SOURCE),在資料傳輸上來說,屬於HOST(TYPE-C中稱為DFP即DownStream Face port), 反過來,屬於用電方(TYPE-C中的 SNK即SINK),資料傳輸上屬於Slaver(TYPE-C中的UFP即UPStream Face port)

第一、電能傳輸功能差異。USB Typc-C的特點在於,所有支援TYPE-C介面標準的裝置都可以通過介面規範中的CC引腳的電平來向連線的另一方宣稱自己佔用VBUS的意願,較強意願的一方最終向VBUS輸出電壓和電流,另一方則接受VBUS匯流排的供電。為了能夠更方面的使用這個匯流排定義。Type-C介面晶片(例如LDR6013),一般把從電源特性上把裝置分為五種角色:SRC,TRY.SRC,DRP,TRY.SNK,SNK

,這五種角色佔用VBUS匯流排的意願依次遞減。其中SRC相當於介面卡,會持續想要向VBUS輸出電壓,TRY.SRC相當於移動電源,只有當遇上介面卡時,才放棄輸出VBUS,DRP相當於膝上型電腦,可以接受介面卡提供的電能進行充電,也可以輸出電能給手機充電。TRY.SNK相當於手機,正常情況下,期待對方給自己供電,但是遇上比自己還弱的裝置,例如U盤時,也勉為其難的向對方輸出, SNK是不對外輸出電能的,一般為弱電池裝置,或者無電池裝置,例如u盤,滑鼠,藍芽耳機。這個就是所謂的CC LOGIC。在CC LOGIC中,最難做的是移動電源。因為使用者要求移動電源要給一切能夠接受充電的裝置進行充電,包括膝上型電腦。而市場上有部分膝上型電腦的CC邏輯是TRY.SRC,例如Chromebook,華為的Matebook等。於是,就出現了市面上部分移動電源無法充膝上型電腦的問題,經常出現膝上型電腦反過來往移動電源充電。電子工程師在移動電源設計階段就遇到了這個問題,併為之困擾。後來找到了一顆LDR6013,終於解決了這個問題。

第二、資料傳輸功能差異。傳統的USB介面,一般內部只有一個業務處理單元,例如USB3.0處理晶片,USB2.0處理晶片等。而TYPE-C介面,允許最多三組業務處理單元,可以通過對模擬開關的控制,同時支援兩組資料傳輸業務(一組USB3.0,一組USB2.0)加一組HDMI訊號傳輸業務。或者是三組的任意組合。所以,一個TYPEC介面,最多可以支援三組傳輸加一組供電,共4種功能。

第三、電能及資料傳輸效能差異。USB TYPE-C支援正反插,由於正反兩面一共具有四組電源和地,在功率支援上有了大幅度的提升,最高支援20V,5A 100瓦傳輸能力。將帶來傳統用電器供電的革命。同時還兼具有公頭和母座兩層完整的金屬保護殼EMC防護,令傳輸速度可以上升到最高40G。

 

母座上有24根訊號,其中電源和地佔據了8根,用於提升電流傳輸能力,剩下16個,用於傳輸USB2.0的兩組訊號是交叉相連的,去掉重複的兩個,一共是14個訊號。包括我們所熟悉的2組共8根可用於傳輸usb3資料的RXx和TXx,USB2.0資料訊號D+,D-和SBU1,SBU2,CC1,CC2。 其中SBU1,SBU2,CC1,CC2是傳統的USB介面所沒有的訊號。CC是USB TYPE-C介面的靈魂所在,承載了TYPE-C連線過程中的傳輸方向確認和正反插確認功能,以及USB PD BCM碼訊號傳輸功能,實現負載的功能配置。兩根線CC線,當其中一根CC作為TYPE-C介面的配置訊號時,另一個CC則作為電纜上EMARKER晶片的供電電源。剩下的SBU1和SBU2為輔助訊號,在不同的應用場景具有不同的用途。例如在ALT MODE 模式下進行DP訊號傳輸時,作為音訊傳輸通道,在進入TYPE-C模擬音訊耳機附件模式,則作為麥克風訊號傳輸通道。

那麼,被提及最多的正反插,究竟是怎麼實現的呢?祕訣在於CC公頭上。讓我們來看CC公頭的結構。

 

 

對比母座接線圖,我們可以看出,公頭只有一個CC,另外一個CC變成了VCONN,於是,當公頭插入母座的時候,公頭上的CC可能跟母座上的CC1連在一起,也可能跟母座的CC2連線在一起,分別對應著正插和反插兩種情況。母座上需要用一顆晶片來檢測是CC1建立了連線,還是CC2建立了連線,從而控制裝置內部的SWITCH,來正確的適配資料傳輸,或者是音視訊傳輸的訊號對應關係。