usb, type-c, cclogic, PD 入門知識

USB Type-C 是什么？

USB Type-C是一個全新的正反插USB連接器規范，能夠支持USB 3.1（Gen1和Gen2）、Display Port和USB PD等一系列新標准，最高速率可達10Gbps，Type-C端口默認最高可支持5V3A，支持功率雙向傳輸

 

 

 

PD是什么？

USB PD(USB PowerDelivery)：PD是一種通信協議，它是一種新的電源和通訊連接方式，它允許USB設備間傳輸最高至100W(20V/5A)的功率，同時它可以改變端口的屬性，也可以使端口在DFP與UFP之間切換，它還可以與電纜通信，獲取電纜的屬性。如果在USB Type-C端口中實現了USB PD，它就能支持USB PD規范中定義的100W功率（20V/5A）。因此，擁有USBType-C端口並不意味着它支持USB PD。

 

產品中如果支持PD, 一般是會作為一個feature 明確標出來的，另外支持PD就基本上意味着支持快充，當然前提是充電器也需要支持快充才可以

 

CC(Configuration Channel):

配置通道，這是USB Type-C里新增的關鍵通道。它的作用有檢測正反插，檢測USB連接，識別可以提供多大的電壓和電流，USB設備間數據與VBUS的連接建立與管理等。cc logic 講的就是用一塊專門的芯片，這個芯片會接到type-c 接口的這兩個cc 引腳上，然后通過IIC 和 主機進行通信。

 

USB Power Delivery電力傳輸是 Type-C接口的特征之一，當需要 USB PD電力傳輸時，使用 Bi-phase Mark Coded（ BMC）編碼協議，通過 CC管腳進行通信，簡單來說是一種快速充電標准 , 超過 3A以后都需要用 PD協議來支持，使用 USBType-C的源 (主機或下游集線器端口 )可以在 vbus上實現更高的源電流，以便能夠更快地充電需要比 USB3.2規范中指定的更多電流的移動設備或供電設備 ,所有 USB主機和集線器端口都通過 CC引腳來設置當前可用的電流水平

 

Type-c 中還有幾個定義這里補充一下：

DFP(Downstream Facing Port)：下行端口，可以理解為 Host或者是 HUB， DFP提供 VBUS、 VCONN，可以接收數據。在協議規范中 DFP特指數據的下行傳輸，籠統意義上指的是數據下行和對外提供電源的設備。典型的DFP設備是電源適配器。

UFP（ UpstreamFacing Port）：上行端口，可以理解為 Device， UFP從 VBUS中取電，並可提供數據。典型設備是 U盤，移動硬盤。

DRP（ Dual RolePort）：雙角色端口，類似於以前的 OTG， DRP既可以做 DFP(Host)，也可以做 UFP(Device)，也可以在 DFP與 UFP間動態切換。典型的 DRP設備是筆記本電腦。設備剛連接時作為哪一種角色，由端口的 Power Role（參考后面的介紹）決定；后續也可以通過 switch過程更改（如果支持 USB PD協議的話）。切換的過程必須由cclogic 來完成

一個比較復雜的情況，手機連接上無人機遙控器這倆都是DRP;
手機上會問你：
是要查看照片/文件(此時遙控器是(device)UFP, 手機是(host)DFP), 
還是僅充電(此時遙控器是(host)DFP, 手機是（device）UFP)，
或者反向充電

USB PORT的供電（或者受電）情況， USB Type-C將 port划分為 Source、 Sink.

市場上TypeC的產品種類很多，但真正全功能的很少。因為如果你把這個 Type C 所有的功能都集成進去的話,這個口的整個的成本會變得非常貴。實際上很多情況下，設備只是具備了 Type C 的某一部分功能：

只有Type-C，即支持正反插，普通數據傳輸；

支持Type-C，支持PD協議，可快速充電；

支持Type-C，支持PD協議，支持高速信號，支持超快充電；

全功能，支持Type-C，支持PD協議，支持高速信號，支持超快充電，支持HDMI、DisplayPort等其他協議。

 

 

關於USB總線：

• USB3.1 Gen1 5Gbps
• USB3.1 Gen2 10Gbps
• 所有USB傳輸都是主機發起，設備沒有主動通知host的能力；
• Host可以檢測到USB設備的插入，然后會嘗試獲取device的信息，掛載相應的驅動程序和device進行后續的通信

 

這里以RT1715為例， 看下cclogic的使用

 

 

 usb 的兩根數據線直接接到AP上，兩根CC線接到cclogic上，cclogic 通過IIC 和AP通信；

 

 詳細的資料查看鏈接：

https://www.findic.com/doc/browser/EewBXD2DL?doc_id=79402738#locale=zh-CN

 

為什么type-c是中心對稱的情況下，還要cc檢測正反插？

雖然結構上，type-c的引腳是中心對稱的，但是接到soc上的USB TX/RX引腳還是只有一對，因此還是需要識別正反插的，

當然以上是針對usb 3.0的情況，usb 2.0的話，無需正反插:

1、當Type-C接口僅用作傳輸DP信號時，則可利用4對TX/RX，從而實現4Lane傳輸，這種模式稱為DPonly模式；
2、Type-C還保留了USB D+/D-，用以接USB2.0設備，同時使用USB D+/D-和上面的DPonly模式配合可實現DP+USB2.0模式；
3、正常來說USB3.0只需要使用2對TX/RX、USB2.0只需要使用一對D+/D-，所以Type-C接口中總會有一半的接口是多余的；而DP的交替模式則是將DP的差分信號加載到2對“多余”的TX/RX上面，所以也可實現USB3.0+DP的模式。

雖然USB Type-C插座和插頭的兩排管腳上下對稱，USB數據信號都有兩組重復的通道，但主控芯片通常只有一組TX/RX和D+/-通道。由於USB2.0的數據率最高只有480Mbps，可以不考慮信號走線的阻抗連續性而得到較好地數據傳輸質量，因此USB2.0的D+/-信號可以不被MUX控制而直接從主控芯片一分二連接至USB Type-C插座的兩組D+/-管腳上。但USB3.0或者USB3.1的數據率高達5Gbps或者10Gbps，如果信號線還是被簡單地一分二的話，不連續的信號線阻抗將嚴重破壞數據傳輸質量，因此必須由MUX切換來保證信號路徑阻抗的一致性，以確保信號傳輸質量

cc如何檢測正反插，檢測后如何保證正反插都可以和主機正確連接？

 

勉強看下這個已經被盜糊了的圖，可以看到右邊cc 識別后事通過一個mux來切換的，而且顯然這個mux是外部的，不是cc提供的，因此電路設計上需求注意這一點