USB Type-C的基本原理

1 USB Type-C的基本原理1.1 基本特性Figure 1-1 USB Type-C接头外形USB Type-C简称USB-C的基本特性1. 接口插座的尺寸与原来的Micro-USB规格一样小约为8.3mm X 2.5mm2. 可承受1万次反复插拔3. 支持正反均可插入的“正反插”功能4. 最大传输速度10Gb/s,即是USB 3.1 Gen2标准5. 配备USB-C连接器的标准规格连接线可通过3A电流同时还支持超出现有USB供电能力的USB Power Delivery可以最大提供100W电力20V/5A1.2 引脚定义Figure 1-2 引脚定义母口公头Figure 1-3 引脚映射图1.3 USB-C设备识别方法Figure 1-4 USB-C设备识别方法电阻和充电电流映射如Table 1-1所示。Table 1-1 USB-C Rp和Rd具体值以上拉电压5V为例如果上拉电压是3.3V那么Rp 36 kΩ defaultRp 12 kΩ 1.5 A, Rp 4.7 kΩ 3.0 A。Rd的范围在5.1K到400K之间可以认为充电口进水了。现在有一些PMIC支持充电口进水检测功能原理就是测量Rd的阻抗范围。默认电流或者1.5 A的电缆会被高通PBL识别为EDL电缆。1.4 正反可插原理Figure 1-5 正反可插图示1.5 DRP设备如何工作Figure 1-6 DRP设备电路原理图DRP状态机伪代码示例如下所示该示例伪代码状态机来源于P124 Figure 4-15 of USB Type-C Specification Release 1.1为便于理解下一章节讲述的USB PD所以也加入了USB PD的简单状态。drp_toggle_timeout 50ms;tc_sm(void *arg){switch (state) {case UFP_STATE_DETACHED:if (DFP连接) {state UFP_STATE_ATTACHED_DEBOUNCE;debounce_timeout 100ms;} else if (drp_toggle_timeout) {set_drp_mode(CC电阻上拉);state DFP_STATE_DETACHED;}break;case UFP_STATE_ATTACHED_DEBOUNCE:if (DFP仍然连接) {state UFP_STATE_ATTACHED;} else {state UFP_STATE_DETACHED;}break;case UFP_STATE_ATTACHED:// TODOstate UFP_STATE_DISCOVERY;break;case UFP_STATE_DISCOVERY:// TODO: PD negotiatebreak;[...]case DFP_STATE_DETACHED:if (UFP连接) {state DFP_STATE_ATTACHED_DEBOUNCE;debounce_timeout 100ms;} else if (drp_toggle_timeout) {set_drp_mode(CC电阻下拉);state UFP_STATE_DETACHED;}break;case DFP_STATE_ATTACHED_DEBOUNCE:if (UFP仍然连接) {state DFP_STATE_ATTACHED;} else {state DFP_STATE_DETACHED;}break;case DFP_STATE_ATTACHED:// TODOstate DFP_STATE_DISCOVERY;break;case DFP_STATE_DISCOVERY:// TODO: PD negotiatebreak;} // end of switch}1.6 防伪以及线缆验证Figure 1-7 eMarkerEMCA原理简介QuestionUSB-C的接口是否一定要IC支持2 AbbreviationsARCArgonant RISC CoreAT91SAM9260SAM means Smart ARM-based MicrocontrollerATMEL SAMBAATMEL Smart ARM-based Microcontroller Boot AssistantDWC2Design Ware Controller 2Apple的嵌入式设备包括iPad和iPhone都是使用的DWC2ISP1161Philips Integrated host Solution Pairs 1161“Firms introduce USB host controllers”https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id1290054SL811HSCypress/ScanLogic 811 Host/Slave性能上与ISP1161Integrated host Solution Pairs 1161相当TDITransDimension Inc.该公司首先发明了将TT集成到EHCI RootHub中的方法这样对于嵌入式系统来说就省去了OHCI/UHCI的硬件同时降低了成本作为对该公司的纪念Linux内核定义了宏ehci_is_TDI(ehci)TTTransaction Translator事务转换器将USB2.0的包转换成USB1.1的包