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2021-07-10 00:00:00

Type-C接口5个重要概念解析


之前我们围绕Type-C接口,有了很多常规意义上的解读。这次我们将深入到Type-C技术参数,针对这一接口做一个更为深入的探析。

一、USB PD通讯说明

USB- Power Delivery(USB PD) 是在一条线缆中同时支持高达100W电力传输和数据通信的协议规范 。USB Type-C则是一个全新的正反插USB连接器规范,能够支持USB 3.1(Gen1和Gen2)、Display Port和USB PD等一系列新标准。USB Type-C端口默认最高可支持5V3A。如果在USB Type-C端口中实现了USB PD,它就能支持USB PD规范中定义的100W功率(5V20A),因此,拥有USB Type-C端口并不意味着它支持USB PD。

USB PD看似只是电源传输与管理的协议,实际上它可改变端口角色,可与有源电缆通讯,允许DFP成为受电设备等诸多高级功能,因此支持PD的设备一般需要采用CC Logic芯片。

二、USB Type-C VBUS电流检测与使用

USB Type-C中新增了电流检测与使用功能,新增三种电流模式:默认的USB电源模式(500mA/900mA)、1.5A、3.0A。三种电流模式由CC 管脚来传输和检测,对于需要广播电流输出能力的DFP而言,需要通过不同值的CC上拉电阻Rp来实现;对于UFP而言,需要检测CC管脚上的电压值来获取 对方DFP的电流输出能力。

三、DFP-to-UFP和VBUS管理与检测

DFP 是一种在host 或hub上的 USB Type-C 端口,与device相连接,UFP 是一种在device或hub上的 USB Type-C 端口,与host或hub的DFP相连接,DRP 是一种既可作为DFP或UFP进行工作的 USB Type-C 端口, DRP在待机模式下每50ms在DFP和UFP间切换一次。当切换至DFP时,CC管脚上必须有一个上拉至VBUS的电阻Rp或者输出一个电流源,当切换至UFP时,CC管脚上必须有一个下拉至GND的电阻Rd。



USB 3.0线缆,直通Type-C/直通A型


四、DRP概念,DFP概念,UFP概念

数据传输主要有TX/RX两组差分信号,CC1和CC2是两个关键引脚,作用很多:

探测连接,区分正反面,区分DFP和UFP,也就是主从配置Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式。配置Vconn,当线缆里有芯片的时候,一个cc传输信号,一个cc变成供电Vconn。配置其他模式,如接音频配件时,dp,pcie时电源和地都有4个,这就是为什么可以支持到100W的原因。

DRP(Dual Role Port):双角色端口,DRP既可以做DFP(Host),也可以做UFP(Device),也可以在DFP与UFP间动态切换。典型的DRP设备是电脑(电脑可以作为USB的主机,也可以作为被充电的设备),具OTG功能的手机(手机可以作为被充电和被读数据的设备,也可以作为主机为其他设备提供电源或者读取U盘数据),移动电源(放电和充电可通过一个USB Type-C,即此口可以放电也可以充电)

五、CCpin 概念

CC(Configuration Channel):配置通道,这是USB Type-C里新增的关键通道,它的作用有检测USB连接,检测正反插,USB设备间数据与VBUS的连接建立与管理等。

在DFP的CC pin有上拉电阻Rp,在UFP有下拉电阻Rd。未连接时,DFP的VBUS是无输出的。连接后,CC pin相连,DFP的CC pin会检测到UFP的下拉电阻Rd,说明连接上了,DFP就打开Vbus电源开关,输出电源给UFP。Rp的值不一样,CC pin检测到的电压就不一样,然后来控制DFP端执行哪种供电模式。

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