USB Type-C设备是否需要CC逻辑芯片
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USB Type-C凭借其自身强大的功能,在Apple, Intel, Google等厂商的强势推动下,必将迅速引发一场USB接口的革命,并将积极影响我们日常生活的方方面面。本文讨论一个重要的专业问题:USB Type-C设备到底是否需要CC逻辑检测与控制芯片?
引脚定义
可以看到,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。
不要看着USB Type-C好像能支持最高20V/5A,实际上这需要USB PD,而支持USB PD需要额外的pd芯片,所以不要以为是USB Type-C接口就可以支持到20V/5A。
当然,以后应该会出现集成到一起的芯片。
辅助信号sub1和sub2(Side band use),在特定的一些传输模式时才用。
d+和d-是来兼容USB之前的标准的。
这里说一下,USB3.0只有一组RX/TX,速度是5Gb,USB Type-C为了保证正反都可以插就用了两组,但实际上数据传输还是只用了一组RX/TX,速度就已经达到10Gb了。如果后面升级协议,两组都传的话就和DisplayPort一样20Gb了。
工作流程
上图DFP (Downstream Facing Port)也就是主,UFP (Upstream Facing Port)为从。除了DFP、UFP,还有个DRP (Dual Role port),DRP可以做DFP也可以做UFP。当DPR接到UFP,DRP转化为DFP。当DRP接到DFP,DRP转化为UFP。两个DRP接在一起,这时就是任意一方为DFP,另一方为UFP。
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。而哪个CC pin(CC1,CC2)检测到下拉电阻就确定接口插入的方向,顺便切换RX/TX。
电阻Rd=5.1k,电阻Rp为不确定的值,根据前面的图看到USB Type-C有几种供电模式,靠什么来甄别?就靠Rp的值,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。
需要注意的是,上图里画了两个CC,实际上在不含芯片的线缆里只有一根cc线。
含芯片的线缆也不是两根cc线,而是一根cc,一根Vconn,用来给线缆里的芯片供电(3.3V或5V),这时就cc端没有下拉电阻Rd,而是下拉电阻Ra,800-1200欧。
当CC pin两个都接了下拉电阻<=Ra,DFP进入音频配件模式,左右声道,mic都俱全,如上图。
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