USB Type-C Configuration Channel (CC)引腳功能介紹
1.插入檢測
DFP(下行埠)為主機埠,UFP(上行埠)為裝置埠。如圖所示,在DFP中的CC通道上有上拉電阻,相應的在UFP中有對應的下拉電阻。在DFP與UFP連線之前,VBUS沒有輸出,當兩者連線之後,DFP檢測到CC引腳的電平被拉低,DFP則識別到UFP裝置已連線並開啟VBUS上的MOSFET,為UFP裝置供電。
在DFP上有兩個CC引腳,DFP通過檢測三種不同形式的UFP端下拉電阻(Open開路、Ra=0.8K~1.2K、Rd=5.1K)來識別各種配置模式。
2.識別電纜方向來建立訊號路由
連線Type-C電纜可以不區分正反方向,當DFP檢測到CC1被下拉,則UFP是向上接入,同樣地當檢測到CC2被下拉則UFP是向下接入(參考上表)。下圖展示了使用高速MUX進行訊號路徑切換。USB3.1資料速率高達10 Gbps,需要使用MUX來避免傳輸線分叉和冗餘。
3.在兩個埠間協商建立DFP和UFP身份
Type-C除了DFP與UFP,還有一種是DRP(雙模式埠),可以在DFP與UFP間切換,當DRP埠與DFP裝置相連,DRP則切換為UFP裝置;同樣地也可以切換為DFP裝置。當兩個DRP裝置連線時,DFP與UFP身份是隨機的。
4.瞭解VBUS配置方式:電流模式與USB PD
下表展示了每個USB標準所能提供的供電能力。純Type-C埠可以提供5V/3A的供電能力。如果使用Type-C埠配合USB PD協議,供電能力則高達20V/5A。USB PD協議通過CC通道傳輸。
Type-C有 1.5A 和 3A 兩種電流模式,取決於DFP的輸出能力。DFP通過CC引腳上的電壓告知UFP供電能力。UFP端的下拉電阻Rd=5.1K,DFP就可以通過其上拉電阻或者電流源在CC引腳上產生電壓。
Type-C給出了不同輸出模式下上拉電阻或電流源的規格:
舉例來說,當DFP給CC引腳提供330uA的電流時,CC引腳上電壓則為330uA * 5.1kOhms = 1.683V。根據下表,DFP則被識別為vRd-3.0標準。當DFP用10k電阻把CC引腳上拉至4.75~5.5V時,CC引腳上的電壓則為1.688V,DFP也會被識別為vRd-3.0標準。
BMC PD控制器通過CC引腳傳送USB PD協議。
5.配置VCONN
Type-C規範定義了內部有電路需要供電的主動電纜。Type-C電纜上一共有兩個CC引腳,如果其中一個用來識別DFP與UFP,那麼另外一個就可以用來作為VCONN為主動電纜提供電源。當DFP檢測到下拉電阻為Ra=800~1200Ohms時,這個CC引腳將切換至VCONN對外輸出4.75~5.5V,功率最大1W。
6.配置使用其他外設模式
Type-C規範定義了替代(Alt)模式與外設(Accessory)模式。主機、裝置與線纜可以傳送格式化的廠商自定義資訊(VDM)來交換資訊和發現USB ID。當主機通過VDM與裝置交換資訊厚進入 Alt 模式後,Type-C介面中的引腳定義將會改變以支援PCIe或者DisplayPort。下面的例子是一個Type-C擴充套件塢,它使用MUX切換PCIe或USB 3.1訊號通至Type-C埠。
當CC1和CC2引腳同時使用Ra下拉時,主機將把裝置識別成音訊裝置,然後從USB訊號切換至音訊訊號。