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USB type-C的通道配置是如何的
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   USB Type-C运用通道配置,在下行埠(DFP)与上行埠(UFP)之间建立USB连结,在传统USB连接埠定义中,DFP为主而UFP为客,而通道配置功能适用于以下情况:

--侦测DFP至UFP连接/分离

--插头方向

--侦测DFP至UFP(主至客)与电力关系(供应/消耗),若无USB-PD,则预设DFP(源极)供应耗电的UFP(汲极)

--USB Type-C VBUS电流公告(供应)与侦测(消耗)

--连接时,只有透过USB-PD才能更动电力及资料传输角色

  尽管插座共有CC1及CC2两根通道配置接脚,只有一条通道配置线路会连接,传统USB连接埠利用接座与插头的机械差异,判断主客关系,但USB Type-C两头设计相同,在通道配置线路上,DSP为上拉,而UFP为下拉,藉由监控线路特定电压侦测方向及连接情况。

DFP使用不同的上拉电阻(或电流源极)值,以公告电流供应能力,而UFP藉由下拉电阻与电压对比,侦测能够消耗多少电流,USB 2.0介面若无USB-PD,共有三种可能的电力设定:500mA、1.5A,以及VBUS的3A与5V。

Type-C亦定义双用途连接埠(DRP),在建立稳定连接状态后,才会判断DFP与UFP,若DRP与UFP或DFP配对,就会扮演相应角色,若两项DRP配对,则结果为随机出现,但会受Try.SRC与Try.SNK两项功能影响。DRP搭配Try.SRC时,会尝试发挥DFP(源极)功能,而搭配Try.SNK则会扮演UFP(汲极),也必须透过这些重要功能,建立合理的电力供应/消耗关系,例如DRP手机就不该为DRP笔电充电。

Type-C生态系为提供最佳使用者体验,所有连接设备均应具备合适的电力角色,表1说明在任一产品内适当的状态机设定。


电力是否足够?

如前所述,USB Type-C不需USB-PD协定,即可传输15W电力,等于是USB 2.0标准充电的六倍,也比USB BC 1.2最大充电速率快1.5倍,表2计算在15W电力情况下,行动装置充电需要多少时间,不过实际所需时间受诸多因素影响,在此是以80%功率效能估算。

由于建置USB-PD会提高成本及复杂度,对多数中短程携带型应用,USB Type-C的15W电力大多已足够。有些应用确实需要高资料及视讯吞吐量,不过携带型装置用户期望通常没那么高,手机或平板使用USB连接埠时,最常是传输照片、音乐或视讯至电脑,或是让装置同步,USB 2.0吞吐速率为480Mbit/s,计算所有经常需求后,资料传输速率约每秒40MB,足供日常所需。


图2 通道配置上拉/下拉模型

行动装置大多具备DRP功能,连接至电脑,即成为充电汲极;若连接至快闪记忆体硬碟,则可做为源极,图3为DRP典型USB 2.0建置情况,由于通道配置控制晶片模仿标准OTG建置的ID讯号,系统建置大多不变,USB Type-C让行动装置可发挥主客两种角色,扮演电力源极或汲极。


图3 典型DRP建置模式

而在笔电或壁式充电器的USB 2.0 Type-C连接埠,大多扮演DFP及电力供应角色,笔电会选用15W的USB 2.0连接埠,原因在于多个Type-C连接埠的成本及电力考量,且并非每一连接埠都将具备完整功能,DFP典型建置模式如图4所示,即便连接埠并未扮演双重角色,ID讯号也能控制电源FET。


图4 典型DFP建置

图5为UFP典型建置情况,常见于携带式硬碟、部分行动电话、USB 2.0集线器的上行埠、手表、配件及周边工具。


图5 典型UFP配置

单晶片方案简化Type-C设计

半导体商已开发出USB 2.0单晶片建置方案,如威锋VL100和德州仪器TUSB320,只要使用这类元件,将现有USB 2.0转换为Type-C将容易许多;设计者只须更换连接器,再加装这类单晶片通道配置控制器,就已几乎完成,图3至图5的所有应用范例,均可使用这项装置,分别成为DRP、DFP或UFP。TUSB320可使用GPIO配置,I2C并非必要,但或许能提供系统设计师所需的额外功能;该元件还提供微处理器的I2C干扰讯号,以减少定轮询,也会通知任何改变主客介面状态的事件。

德仪DRP连接埠控制器提供通道配置逻辑,能够让携带型应用成为DRP、DFP或UFP。

VL100/TUSB320单晶片会依据Type-C规格不同变换为DFP或UFP,当USB连接埠连结时,通道配置逻辑区块会侦测CC1与CC2接脚的上拉或下拉电阻,判断该发挥何种角色;通道配置逻辑也会依据侦测到的情况,公告或侦测Type-C预设电流模式。

 

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