Type-C电子标记线缆的设计.doc

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1、Type-C电子标记线缆的设计　　本文探讨了USBtype-c和PowerDelivery（简称PD）新的设计规格，并解释与设计type-c电子标记线缆有关的方方面面。　　USBtype-c是最新发布的USB线缆。它是一个简单但却强大的互连标准，旨在增强现有的USB3.1标准，并解决传统USB存在的一些主要问题，其中包括：　　●固定的插入方向-传统USB线缆必须正向插入。　　●固定的线缆方向-Type-A连接器必须连接上游设备，Type-B连接器必须连接下游设备。　　●较大的连接器尺寸-妨碍超薄工业设计的实现　　　　图1USBtype-c：未来的连接器　　USBType-C借助以

2、下增强特性解决上述所有问题：　　●可逆的插入方向：通过单线方向检测从而允许线缆正反插。Type-C不会插错。　　●可逆的线缆方向-线缆两端的USBType-C连接器完全相同，因此具备无方向性特点。　　●插头高度仅为2.4mm，可打造超薄工业设计，实现更高的封装灵活性。　　此外，USBType-C还能轻松实现高达100W的低成本供电功能。　　　　图2USB供电　　USB正从一种能够提供有限电能的数据接口演变为既可以做电源主要提供者同时也可以用作通用数据接口功能。USB供电已从USB2.0（5V，500mA）发展到USB3.0（5V，900mA），再到电池充电（BC）v1.2（5V，

3、1.5A），为更多日常设备提供电能。新的USBType-C规范通过将能电流上限提至3.0Amps，将USB功率升至15W。USB供电（USB-PD）是一个全新规范，旨在通过一条线缆实现更加灵活的供电（最高100W，20V，5A）和数据传输功能。其目的是允许对笔记本电脑、平板电脑和USB供电型硬盘以及类似高功率消费电子设备进行充电。某些市场制订了基于USB接口的国内手机充电标准，其中包括欧盟和中国。这两个规范可提升手机以外设备的标准化水平。　　　　图3USBType-C可减少线缆缠绕，并提高易用性　　跑在Type-C上的USB-PD增加了一个通过Type-C信号的边带通信信道，即配

4、置信道（CC）。CC导线既用于USBType-CVBUS电力级通知，也用于USB-PD协商与控制。USB-PD使用PD消息完成四个目的，包括：　　1）数据包起点（SOP）枚举。　　2）VBUS电压与电流协商。　　3）角色协商，三个类型的角色协商也通过USB-PD消息完成，它们包括USB数据、VBUS电力和VCONN电力。　　4）AlternateMode枚举、协商与管理也通过USB-PD消息完成。　　Type-C集电力、数据和视频于一条线缆中　　　　图4通过Type-C传输电力、数据和视频　　Type-C接口包括：　　●支持DisplayPort、PCIe等alternatemo

5、de的两组SuperspeedUSB线路（RX1/TX1和RX2/TX2）;　　●用于AlternateMode的两条SidebandUse（SBU）线路;　　●用于Hi-SpeedUSB2.0的Dp和Dn线路;　　●用于总线供电的VBUS线路;　　●用于为线缆控制器供电的VCONN线路（只位于Type-C插头接口上）;　　●用于PD通信的配置信道（CC）。　　插头的翻转问题　　Type-C插座可处理线缆插头的任意方向。USBType-C插座完全对称。所有的供电、接地和信号引脚两边对称，从而让USBType-C插头能够在Type-C接口中任意翻转。　　　　图5Type-C可正反插

6、　　翻转Type-C插头时（如图5所示）：　　●GND、USB2.0和VBUS信号保持连接。USB2.0信号被复制到Type-C插座的上下两层，以保持任意方向的连接。　　●插头上的VCONN或CC引脚可以连接插座中的任意一个配置信道引脚-CC1或CC2（取决于插入方向）。　　●两条Superspeed线路的其中一条保持正确连接，USBType-C插座必须使用SuperSpeedmux合理地进行连接。　　如何检测插头方向　　USBType-C规范解释了上行面端口（UFP）如何利用CC引脚CC1和CC2上的下拉电阻（Rd）申报成为一个外设。下行面端口（DFP）需要在CC1和CC2上配

7、备上拉电阻（Rp）。所构成的电阻分压器用于确定Type-C外设是连接还是分离状态;以及Type-C插头的方向，因为线缆中只连接了一个CC引脚（如图6所示）。　　DFP，尤其扮演USB数据主机的DFP，通常是指PC等主机上的端口或者设备连接的集线器上的下行端口。在其初始状态，DFP为VBUS和VCONN供电。UFP是指设备上的端口或者连接DFP的集线器上的上行端口。　　Type-C电子标记线缆组件（EMCA）需要使用VCONN向线缆内部的标记电子元件供电。这些EMCA在Type-C