不仅仅是快充,原来Type-C设计这么强悍!


 


Type-C作为手机上已经发展多年的的接口已经很普遍了,它集成了显示 供电 USB2.0 USB3.0 数据传输,最重要的还支持正反插!这么强大的 Type-C不用到 开发板上有点可惜了,当然为 集成这么多功能, Type-C的原理设计上还是稍微复杂点,今天就结合FET OK 3399 -C 开发板带大家简单了解下。



先说说 Type-C 支持正反插这事,这应该是 USB 标准化组织做的最体谅人民大众的事了,在这前使用 U SB基本需要插2遍以上甚至反复插

然后上帝疯了,说要有正反插,于是有了 Type-C,那 Type-C是如何做实现的呢?

 

USB Type-C的协议手册里对接口和插头有如下定义:

 

 

 

可以比较明显的看出来 接口定义中的对称设计 电源 USB2.0数据都是很严格的对称,那剩下的都是啥信号?

TX1+ TX1- RX1+ RX1- RX2- RX2+ TX2- TX2 +

这几对差分信号均为 USB3.0 的数据信号( USB3.1 gen2 4 对差分全部用作数据传输), U SB3.0 的速度由于比较快,最高达到了 5Gbps ,所以不能像 USB2.0 那样直接一跟线分叉接到连接器上,需要专门的 USB SWITCH进行数据线的交换,而FET3399 CPU自带转换器,所以直接接到 核心板上即可。

C C1 CC2

这是TYPE-C里面最重要的信号,正反插的灵魂所在,先来张图看看正反插有几种可能


乍一想 只有两种情况,正插和反插嘛,如蓝色线,但仔细一想还有可能线内部进行了交叉如红色线,所以有四种情况,那USB控制器如何知道是哪一种状态呢?

CC 引脚就起作用了, CC是Communication Channel的缩写,既然是通信用的那肯定先有个规范, Type-C 协议对 CC通信如何使用用一张图说明,如下


两种模式 一种是电压源 一种是电流源 其实呢都是为了检测下 CC 引脚的电压,只不过电流源在电缆较长或者说线阻较大的情况下比较稳定。线缆内部都是只有一根 CC 线的,另一个 CC 引脚会对地加一个电阻 Ra 通过 source 端的 Rp 电阻或者 Ip 电流在 CC 端产生一个电压,这个电压就能指示线缆在 source 端的正反状态, sink 端的 C C 引脚会对地加一个 Rd电阻,同样可以识别正反状态 同时线缆里实际存在的那一根 CC 线还可以通过 Rp Rd 电阻或者电流的大小来指示 source 端的供电能力 因此如果不引入PD 协议, Type-C 最大支持到 3.0A 5V的供电能力



当然这只是常规的主设备到从设备的供电方式, TYPE-C 还支持数据流的双向通信,电源流的双向传递,甚至音频的数据直接传递,这些都需要 CC来做判断,就有了下图 :

 

TYPE-C由于有了更强大的角色转换能力 对主设备的描述也就随之细化,如:

对供电能力的描述分为

Source only  只提供电源

Sink only 只接收电源

Dual-Role-Power(DRP)  双角色

U SB 数据流向描述分为

DFP only 下行端 可以理解成 HOST

UFP only   上行端 可以理解成 DEVICE

Dual-Role-Data(DRD) 双角色 可以理解成 OTG

 

SBU

作为 Type-C USB3.0 的一个预留引脚,在 USB4 中做双线通道的初始化和管理,还可以做为耳机接口中的 MIC信号使用

 

 

 

V conn

一张图解释下Vconn ,一般有 Emark 芯片的线缆会用到 Vconn 供电,当一个 CC 确认方向后 Source 端的另一个 CC 会切换成 Vconn为Emark 供电,带有 Emark 芯片的线缆能通过 CC与设备进行通信,反馈此线缆的温度,承受电流能信息,对于大功率充电的安全性还是有很大帮助的。


 

看完每一个引脚的作用 再看下面这张图是不是有点恍然大悟,不得不感叹下 TYPE-C的巧妙设计。

 

飞凌 OK 3399 - C 开发板上就有这样一个支持除PD 供电功能外的全功能 Type-C,甚至 里面 集成了DP显示信号,可以直接通过 Type-C 输出 4K图像,小伙伴们还不快来试一试。

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