2024年8月23日发(作者:卜和璧)
TYPE C 你不得不懂的技术参数
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.
USB Type-C 基本参数介绍说明
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的设备必须采用CC
Logic芯片
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。
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。此切换动作必须由CC Logic芯片来完
成 .
当DFP检测到UFP插入之后才可以输出VBUS,当UFP拔出以后必须关闭VBUS。此动
作必须由CC Logic芯片来完成。
注:上述的DRP不同于USB-PD DRP。USB-PD DRP指的是作为Power Source(提供
者)和Sink(消费者)的电源端口,例如,笔记本电脑上的USB Type-C端口支持
USB-PD DRP,既可以作为Power Source(连接U盘或手机时),也可以作为Sink
(连接显示器或电源适配器时)
USB Type-C直接连接数据走线逻辑模型
DRP概念,DFP概念,UFP概念
自从Apple发布了新MacBook,就一堆人在说USB Type-C。 我来从硬件角度解析
下这个USB Type-C,顺便解惑。尺寸小,支持正反插,速度快(10Gb).
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(苹果新推出的MAC Book Air)),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)
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。 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.
最近经常遇到如下的问题
USB Type-C对于USB3.1 Gen1或Gen2规范是强制性的吗?USB Type-C等同于
USB3.0/3.1吗?
答案:否,USB Type-C规范独立于USB3.1 Gen1和Gen2规范之外。我们可以是使
用之前传统的TypeA和TypeB接口来支持Gen1 或者Gen2 。USB Type-C规范是
USB-IF制定的一个全新规范,支持高达100W电力传输和正反插,USB Type-C连接
器既可以设计为Gen1,也可以设计为Gen2。
2024年8月23日发(作者:卜和璧)
TYPE C 你不得不懂的技术参数
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.
USB Type-C 基本参数介绍说明
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的设备必须采用CC
Logic芯片
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。
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。此切换动作必须由CC Logic芯片来完
成 .
当DFP检测到UFP插入之后才可以输出VBUS,当UFP拔出以后必须关闭VBUS。此动
作必须由CC Logic芯片来完成。
注:上述的DRP不同于USB-PD DRP。USB-PD DRP指的是作为Power Source(提供
者)和Sink(消费者)的电源端口,例如,笔记本电脑上的USB Type-C端口支持
USB-PD DRP,既可以作为Power Source(连接U盘或手机时),也可以作为Sink
(连接显示器或电源适配器时)
USB Type-C直接连接数据走线逻辑模型
DRP概念,DFP概念,UFP概念
自从Apple发布了新MacBook,就一堆人在说USB Type-C。 我来从硬件角度解析
下这个USB Type-C,顺便解惑。尺寸小,支持正反插,速度快(10Gb).
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(苹果新推出的MAC Book Air)),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)
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。 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.
最近经常遇到如下的问题
USB Type-C对于USB3.1 Gen1或Gen2规范是强制性的吗?USB Type-C等同于
USB3.0/3.1吗?
答案:否,USB Type-C规范独立于USB3.1 Gen1和Gen2规范之外。我们可以是使
用之前传统的TypeA和TypeB接口来支持Gen1 或者Gen2 。USB Type-C规范是
USB-IF制定的一个全新规范,支持高达100W电力传输和正反插,USB Type-C连接
器既可以设计为Gen1,也可以设计为Gen2。