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针对手机应用的USB Type-C:改变手机连接方式,怎么接都可以
信号链杂谈 | 2015-11-24 12:32:14    阅读:2725   发布文章
 

作者:Anwar Sadat

      手机设计人员将会采用通用串行总线 (USB) Type-CTM 技术规格中所有可用的特性吗?也许不会。他们将会衡量这些选择对于总体产品成本的影响。与全新的USB Type-C接口一同提供的还有高度低于3mm、宽度少于8.4mm的超薄连接器,这使得它成为手机的理想选择。USB Type-C提供一个“可翻转”和双向的电缆插头组件。这个接口提供高达20Gbps的数据和视频传输速度,以及高达100W的电力传输能力。

1USB Type-C全功能电缆

      USB Type-C接口使用通道配置 (CC) 功能,在一开始就支持USB 2.0和3.1数据,以及15W (5V, 3A) 充电。可选USB电力传输 (USB PD) 功能可实现诸如DisplayPort的视频端口,以及高达100W的充电功能 (20V, 5A)。

      虽然USB如影随形 (OTG) 使得手机采用双重数据用途—一个主机或是一个客户端设备—USB Type-C引入了一个被称为双用途端口 (DRP) 的模式,这个模式使它能够具有数据和供电的双重用途。DRP表示将下行端口 (DFP) 用作USB主机和供电端,将上行端口 (UFP) 用作USB设备和耗电端。因此,具有DRP的手机在连接到笔记本电脑时由笔记本电脑供电,或者反过来也可以为连接的U盘供电;USB PD进一步实现了独立数据和供电用途,这样的话,一个上行数据端口能够供电,而一个下行数据端口可以接收电能。

      就像我之前提到的那样,工程师必须决定,是否值得为不同的USB Type-C特性做出某些取舍,或者接受可能增加的成本。某些需要考虑的因素包括:

  • DRP与UFP相比较。虽然大多数移动平台将执行DRP,不过,为了简化实现方式,某些平台有可能只支持UFP。
  • USB 2.0与USB 3.1相比。一个典型的USB 2.0器具都将把D+和D-短接为残桩连接,从而免除了对于复用器 (mux) 的需要。选择USB 3.1将需要一个复用器来适应USB Type-C电缆/插头翻转的需要。对于手机来说,USB 2.0的数据传输速率(大约为400MB每秒的有效吞吐量)也许对于日常的使用需求已经足够了。
  • 交替模式视频。除了针对视频的系统支持外,一个端口还需要USB PD设备和一个复杂的数据复用器,比如说交叉点开关,这样就增加了成本。根据系统设计的不同,还有可能需要额外的信号调节器。
  • 15W与增强型电源相比。本身所具有的15W电源是USB Type-C CC功能的一部分,并且将不再需要任何额外设备;然而,不断增加的供电能力将需要一个USB PD器件,这也会增加成本。智能手机通常有一个大约6Wh的电池,使用USB Type-C在大约30分钟内可将电池充满。一个“平板手机”的充电时间大约为50分钟。比标准USB 2.0充电快6倍,比最快的USB电池充电 (BC) 1.2快1.5倍。

表1中列出的是针对不同系统实现方式的USB Type-C选项。


1:具有自身CC控制的USB Type-C选项与具有USB-PD的比较

      TI的TUSB320是一款针对手机的单芯片CC控制器解决方案,支持USB 2.0数据和15W电源。此器件提供诸如Try.SNK、音频/调试配件检测、电池无电支持和针对灵活系统实现方式的ID仿真等可选特性。需要注意的是,2个DRP被接在一起,从而形成了一个随机的供电方/耗电方的关系,除非通过使用Try.SNK特性,将手机设定为耗电方。Try.SNK特性可用来避免手机开始为笔记本电脑充电的情况发生。

      如果你需要一个能够同时支持供电和数据传输的解决方案,那么TI的TUSB321 和HD3SS3212能够一起提供一个USB Type-C解决方案;这个解决方案提供针对数据传输的USB 3.1,以及针对供电的15W电源。TUSB321是一款具有VCONN电源输出的CC控制器(需要满足USB Type-C技术规格),以支持有源电缆。HD3SS3212是一个支持USB 3.1 Gen1和Gen2的USB超高速 (SuperSpeed) 复用器。

      TI的TUSB320、TUSB321和HD3SS3212符合2015年6月22日发布的USB Type-C技术规格1.1工程变更通知。此外,我们在互操作性方面一直处于领先地位,从而为USB Type-C生态系统提供最稳健耐用的解决方案。

      你希望从未来的博文中了解到哪些与USB Type-C有关的内容?请在下方给我留言吧。

其它资源

原文链接:https://e2e.ti.com/blogs_/b/fullycharged/archive/2015/06/25/usb-type-c-for-mobile-phones-changing-the-way-phones-connect-one-flip-at-a-time

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