Type-C电子标记线缆的设计
作者:www.zhuangke.org 发布于:2019-05-14 22:07 文字:【大】【中】【小】

  图3 USB Type-C可减少线缆缠绕,并提高易用性

  

某些EMCA在其中一个桨片卡上配备一个标记芯片,另一些则在两个桨片卡上分别配备一个标记芯片。如果使用了一个标记芯片,则必须在连接两个桨片卡的线缆中增加一根VCONN 导线。此外,必须在桨片卡上进行隔离,以防止两个VCONN同时由电压驱动,在VCONN 导线上发生冲突。设计一个或两个标记芯片的决定应考虑以下成本和收益:

  ● 两条Superspeed线路的其中一条保持正确连接,USB Type-C 插座必须使用SuperSpeed mux合理地进行连接。

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  1)数据包起点(SOP)枚举。

  Type-C电子标记线缆组件(EMCA)需要使用VCONN 向线缆内部的标记电子元件供电。这些EMCA在Type-C 插头的VCONN 引脚上配有Ra终结电阻器。没有电子标记的Type-C线缆不含电子元件,因此不需要VCONN 供电。这些非EMCA线缆 中的 VCONN 引脚没有固定在Type-C插头。

  ● 支持DisplayPort、PCIe等alternate mode的两组Superspeed USB线路(RX1/TX1和RX2/TX2);

  ● 对Alternate Modes(如DisplayPort、PCIe)的支持

  ● 用于为线缆控制器供电的VCONN 线路(只位于Type-C插头接口上);

  图6 Type-C连接/方向检测

  图5 Type-C可正反插

  ● 固定的线缆方向-Type-A连接器必须连接上游设备,Type-B连接器必须连接下游设备。

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  纯Type-C”解决方案的这个行为-即“DFP指示,UFP遵守”的行为-揭示了“纯Type-C”系统的一个弱点。 “纯Type-C”系统中不存在协商,而Type-C PD系统可双向协商VBUS 电压和电流。通过向一个“纯Type-C”系统增添USB-PD,从而创建一个“Type-C PD”系统,您就能够为VBUS功率协商提供必要的灵活性。

  ● 线缆两端连接器的类型:Type-C to Type-C、Type-C to Type-A等

  ● 用于标识EMCA产品的16位ID

  ● 用于总线供电的VBUS线路;

  此外,USB Type-C还能轻松实现高达100W的低成本供电功能。

  ● 用于Hi-Speed USB 2.0的Dp和Dn线路;

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Type-C电子标记线缆的设计

  ● 对厂商专有协议(如厂商专有的对接协议)的支持

  ● GND、USB 2.0和VBUS 信号保持连接。USB 2.0信号被复制到Type-C插座的上下两层,以保持任意方向的连接。

  USB正从一种能够提供有限电能的数据接口演变为既可以做电源主要提供者同时也可以用作通用数据接口功能。USB供电已从USB 2.0(5V,500 mA)发展到USB 3.0(5V,900 mA),再到电池充电(BC) v1.2(5V, 1.5A),为更多日常设备提供电能。新的USB Type-C规范通过将能电流上限提至3.0Amps,将USB功率升至15W。USB供电(USB-PD)是一个全新规范,旨在通过一条线缆实现更加灵活的供电(最高 100W,20V,5A)和数据传输功能。其目的是允许对笔记本电脑、平板电脑和USB供电型硬盘以及类似高功率消费电子设备进行充电。某些市场制订了基于USB接口的国内手机充电标准,其中包括欧盟和中国。这两个规范可提升手机以外设备的标准化水平。

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  ● 较大的连接器尺寸-妨碍超薄工业设计的实现

  Type-C插座CC引脚上的Rp和Rd终结电阻器能够检测连接事件,并识别插座中Type-C 插头的方向。 DFP和UFP监测Type-C插座中两个CC引脚的电压相对于无端接电压的电压变化,以此监测连接事件。UFP还监测VBUS ,是检测DFP连接的另一个指标。DFP和UFP都能从各自连接端识别Type-C插头方向,这是因为线缆中只连接了一个CC引脚。确定连接和方向后,如果检测到 一个Ra 终结电阻器,DFP将把另一个CC引脚更改为VCONN,以便向 USB Type-C EMCA插头中的电子元件供电。

  

  图7 USB PD over Type-C

  本文探讨了USB Type-C和Power Delivery(简称PD)新的设计规格,并解释与设计Type-C电子标记线缆有关的方方面面。

  ● 厂商ID:用于标识EMCA制造商的16位ID

  3)角色协商,三个类型的角色协商也通过USB-PD消息完成,它们包括USB数据、VBUS 电力和VCONN 电力。

  跑在 Type-C上的 USB-PD增加了一个通过Type-C信号的边带通信信道,即配置信道(CC)。CC导线既用于USB Type-C VBUS 电力级通知,也用于USB-PD协商与控制。USB-PD使用PD消息完成四个目的,包括:

  ● 插头高度仅为2.4mm,可打造超薄工业设计,实现更高的封装灵活性。

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