|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
本帖最后由 alexwang 于 2019-2-20 09:14 编辑 k& T" z% W- }4 R }8 ^
+ O8 ~2 M5 T& \( g x4 K* c O& Y, U( Q& i" ~5 q
自从Apple发布了新MacBook，就一堆人在说USB Type-C。
& ]* ~3 F9 e7 C' q现在从硬件角度解析下这个USB Type-C，顺便解惑。2 _6 e" a6 I: J* ]
* d: y0 x. Q2 v/ b6 Y( w& E4 o
尺寸小，支持正反插，速度快（10Gb）。这个小是针对以前电脑上的USB接口说的，实际相对android机上的microUSB还大了点：" K+ K/ i, j' P
特色( [5 [4 I6 w# y/ z. f) u7 q
USB Type-C：8.3mmx2.5mm
1 x5 f3 N S* h! n% ]7 W# X$ AmicroUSB：7.4mmx2.35mm* K/ q) I- l1 ^: Y! Z! j9 p( [9 }( W8 [
而lightning：7.5mmx2.5mm
9 f( b' H( x5 t# b z所以，从尺寸上我看不到USB Type-C在手持设备上的优势。而速度，只能看视频传输是否需要了。6 F5 h* k7 b, y4 O0 D2 B+ [8 W% v
引脚定义9 S+ t" z: ^' e4 G
![]() 7 y6 l, ^! B! K0 O% J! A7 [7 [
* b W- ?8 X8 |8 [5 s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：! b ^9 I% u) u7 y, [- I E8 N
探测连接，区分正反面，区分DFP和UFP，也就是主从
C$ O1 y1 b1 s/ Z配置Vbus，有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式( E0 @/ j& {6 ^* C1 n! N
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
5 R# S6 Z1 A1 ?. [配置其他模式，如接音频配件时，dp，pcie时8 U% a7 `# L) B9 X* t7 ?7 H* z
电源和地都有4个，这就是为什么可以支持到100W的原因。. `1 ~( i/ ~: Q, F# |+ \
![]() 9 _3 h/ f* O/ [8 [: E# h4 U( q
8 O7 Q6 [/ p' ^1 H* Q) k9 A6 x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。8 _- K5 ?2 M8 [
当然，以后应该会出现集成到一起的芯片。
6 }' K# u% q0 M6 q3 c! m辅助信号sub1和sub2（Side band use），在特定的一些传输模式时才用。
3 I( z# ]4 Y7 o% i W# |* m: O, z* N5 wd+和d-是来兼容USB之前的标准的。
* s& X5 K; P2 t6 N6 K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。
6 S. f# y6 ?2 o% e# L工作流程
) p( U, s/ E5 S![]() : [9 `& P# c- v1 ^# ?
8 q+ c7 j, i: M) w" v$ @
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 2 S& Q2 k+ V- c+ s3 i* I) f3 i
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。
: Q( V) B7 c( @; y G在DFP的CC
( \; ]3 R( w' _: k$ X0 ]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 + d5 ^6 G# W, ~$ O; i
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。
1 m* U. s2 ^: k! H0 c, ~: {* j: X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。
- F! _3 i0 O7 A N- Z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。
' P) }( u8 w Z3 x: [ C; x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。- n/ P" P0 f4 F( N! G. u
![]() ; V2 ^$ ^ s. K
( Y3 z5 i( U! V# {5 \3 `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。
0 D9 a$ U- H7 Y0 X/ AUSB Type-C和DisplayPort，PCIE
: _# Z6 t" D! S& d( C. ^% q; z# KUSB PD是BMC编码的信号，而之前的USB则是FSK，所以存在不兼容，不知道目前市面上有没有能转换的产品。
& p6 z3 D! S; d( N/ w7 d- OUSB PD是在CC pin上传输，PD有个VDM (Vendor defined message)功能，定义了装置端ID，读到支持DP或PCIe的装置，DFP就进入替代（alternate）模式。7 r/ v4 }! x5 G
如果DFP认到device为DP，便切换MUX/Configuration Switch，让Type-C USB3.1信号脚改为传输DP信号。AUX辅助由Type-C的SBU1,SUB2来传。HPD是检测脚，和CC差不多，所以共用。# i8 p$ h" h6 ~' S0 Z- b
而DP有lane0-3四组差分信号,Type-C有RX/TX1-2也是四组差分信号，所以完全替代没问题。而且在DP协议里的替代模式，可以USB信号和DP信号同时传输，RX/TX1传输USB数据，RX/TX2替换为lane0,1两组数据传输，此时可支持到4k。
% z, F$ } c( S6 w6 U如果DFP认到device为DP，便切换MUX/Configuration Switch，让Type-C USB3.1信号脚改为传输PCIe信号。同样的，PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2来传输数据，RX/TX1传输USB数据。
5 w9 a- f$ r: o这样的好处就是一个接口同时使用两种设备，当然了，转换线就可以做到，不用任何芯片。
' X8 ~) N0 O& J7 \) v总结：
`) b I: |. E ~) {USB Type-C终结了长期以来USB插来插去的缺陷，节省了人们大量的时间，换一次方向至少2s吧，按全球10亿人每天插拔一次USB，50%概率插错，共耗时277000多小时，约为31年，太恐怖了。
2 u2 Y9 C# a- b一个接口搞定了音视频数据三种，体积还算小。可以预见，以后安卓机可以改为USB Type-C接口了，如果只需要USB2.0的话，只需要重做线缆，不用芯片，成本上完全可以忽略不计。 |
- k4 m+ m& s; U3 J9 t
% F, { C: h' b9 u1 q# h4 S
* P: W' h9 v) W y+ ~
: S3 |! _2 I9 _0 Z
, x% Q, g% ?6 L2 X7 \5 T |
, w: L3 Y" J- z+ T |
8 m) K. y! V- T: z2 K8 `; a, r- B$ \, n3 Z1 N: e. n) k6 w5 m
|
|
[复制链接]
/1 
发表于 2019-1-30 10:16
收藏
淘帖
支持！
反对！
楼主
