苹果硬件设计

硬件接口硬件接口 本章描述 ipod 主要型号以及 iphone 接口信号 针脚安排以及无限标准 30 针接头 针接头 ipod 和 iphone 底部的 30 针接口是产品的主要硬件接口 下标列出其针脚的接线介绍 部分针脚在 ipad 产品上略有出 入 30 针接口定义 针位信号名称输入 输出功能说明 1DGNDGND在 ipod 和配件中接地 2DGNDGND在 ipod 和配件中接地 3TPA I O火线接口信号 不再使用 4USB D I OUSB 信号信号 5TPA I O火线接口信号 不再使用 6USB D I OUSB 信号信号 7TPB I O火线接口信号 不再使用 8USB vbusIUSB 电源电压电源电压 9TPB I O火线接口信号 不再使用 10配件识别配件识别I接接 ID 电阻 详见配件检测及识别电阻 详见配件检测及识别 11火线接口供电I略 不再使用 12火线接口供电I略 不再使用 13配件电源Oipod 的正常对外输出电压为 3 3V 输出电流 在低电源模式下为 5ma 在高电源模式下为 100ma 这种电源输出功能不能被用于配件 对 ipod 的检测接入 14待扩展 浮接 15DGNDGND在 ipod 和配件中接地 16DGNDGND在 ipod 和配件中接地 17待扩展 浮接 18Ipod RXIipod 配件数据协议接口 用于数据从设备到 ipod 的通讯 19Ipod TXOipod 配件数据协议接口 用于数据从 ipod 到 设备的通讯 20配件检测配件检测I详见配件检测及识别详见配件检测及识别 21视频输出O亮度信号输出 22视频输出O色度信号输出 23视频输出O 24遥控感应I 25音频输入I左声道音频输入 26音频输入I右声道音频输入 27音频输出O左声道音频输出 28音频输出O右声道音频输出 29av 返回 音频视频反馈 不能接地 30ipod 检测Oipod 接地信号检测 30 针接口功能针接口功能 30 针接口包括了一个 USB 接入功能 此功能将会在下文描述 更详细的关于 USB2 0 的资料请参考 USB 协会网 站资料 ipod 为配件设备提供了一个 USB 接口 这个接口允许配件通过 iap 协议 使用 USB 人体界面设备与 ipod 进行通 讯 配件本身可能会为 iphone 或者 ipod touch 提供内置的或者外接的电源供应 这些供电方式必须与 iphone 及 ipod touch 电源要求 一致 以免对触摸屏感应器造成干扰 此外 电源的提供也要按照 电器测试及确定 中的标准相 符 通过 USB 为 ipod 供电 如果一个配件设备为通过 pin8 为 ipod 提供外部电源 而设备本身并不通过 iap 与 ipod 进行通信 也不直接把 ipod 接入到电脑的 USB 断开 配件的 30 针接口比寻按照下表所示为 pin4 和 pin6 接入相应的电阻 500ma 充电方式仅仅适用于特定的电池包产品 并且在正式应用于配件之前必须得到苹果公司的同意 以下的 ipod 及 iphone 机型兼容于上面所述的 10 5 瓦充电方式 配件提供最大 1A 输出电流充电的 输出电压不能低于 4 75V 配件提供最大 2 1A 输出充电的 当输出电流低 于 1A 时 电压不低于 4 75V 当输出电流为 1A 2 1A 输出电压不低于 4 6V 为 ipod 及 iphone 充电的产品应该尽量采用 1A 输出 而为 ipad 提供充电的产品必须选择 2 1A 输出 否则将会 导致无法充电或者充电过慢 无论选择任何一种输出电流 在对 ipod 或者 ipad 充电的过程中必须保证此最大电流在 充电全过程当中是一直可得 充电器在被接入到 ipod iphone 或者 ipad 时 以上四个电阻必须一直能被检测得到 因为这些电阻决定了配件对 ipod 的输出电流大小 为了避免发生问题 一旦 ipod 无法检到以上电阻 也许部分机型的 ipod 就无法进行充电 详 见 提供 USB 电源 部分 如果配件被设计为可以同时为多台 ipod 设备充电 必须保证在任何时间 每台接入的 ipod 设备都可以得到以上 的最大输出电流 而每个单独的充电端口也应该按照上面要求按照提供必须的电阻设定 过电流保护过电流保护 出于安全考虑 电源类配件在提供 5V 输出时 必须采取某些手段确保对外输出的瞬间电流不会超过 2 5A 一 旦检测到瞬间电流超过 2 5A 配件必须立刻切断对外供电 并且通过复位等方式把输出电流重新恢复到允许范围之内 在配件设计时 以上过流保护的检测和复位必须通过配件自动完成 不能人手操作 USB 直接为直接为 ipod 充电及同步数据充电及同步数据 如果电脑通过配件设备为 ipod 通过充电和数据同步 这些功能必须通过 30 针接头的 pin4 6 8 来实现 在此过程 中 配件必须保证电脑为 ipod 的充电和数据同步不收到其它外部干预 电压公差 数据传输单向性及升压时间等不应 该造成任何不良后果 如果使用到 USB 30PIN 线缆 必须保证 VBUS 和 GND 间的往返线阻不超过 0 25 对于充电产品 在数据同步时 由于 pin4 和 pin6 上原来有用于决定输出电流大小的四个电阻 而这电阻在同步 时会干扰到数据的正常通讯 因此 对于这类可以通过外部接口连接到计算机 USB 端口的充电产品配件 必须具备 对电脑 USB 端口的自动检测功能 其一旦检测到本配件被接入到 USB 端口 必须自动断开 pin4 和 pin6 的电阻或者 使其失效 断开 pin4 和 pin6 的电阻时 可以使用开路电感低于 10PF 的开关 我们建议目标电感为 6PF 其目的在于避免 在高速数据传输时对信号的影响 此外 输送数据时 数据线上 D D 的阻抗应该不超过 90 当配件同时接到 ipod 和电脑时 必须允许配件通过 pin8 把电脑电流输送到 ipod 对于某些电流 例如苹果电 脑 其 USB 端口可以产生超过 500ma 的输出电流 这种接线方式确保了在数据同步时 一旦配件本身不足与提供 ipod 所需的最大电流时 可以通过电脑的 USB 输出弥补这部分电流需求缺口 从而保证了 ipod 与电脑的正常通信 最后 无论是由配件提供电源 还是电脑 USB 端口提供电源 必须保证整个充电回路上的安全载流能力不低于 2 5A 这是确保 ipod iphone 与电脑 itune 正常同步所需的最低电流 配件检测与识别配件检测与识别 基于基于 ID 电阻的配件识别 电阻的配件识别 任何 ipod 和 iphone 的配件产品都可以通过使用 ID 电阻的识别方式来唤醒 ipod 和 iphone 的特定行为功能 使用 这种识别方式的配件一般是一些比较简单功能的配件产品 例如电池包或者车充之类 而且其唤醒的也是单一的功能 下面图标列出了各种功能所对应的 ID 电阻 注意 实际产品中使用的电阻与列表中的电阻值公差不得超过1 列表中没有出现的电阻是不允许作为ID电 阻使用的 因为可能在使用上使因为可能在使用上使 ipod 产生异常现象 原产生异常现象 原 3 01k 及及 360k 的的 ID 电阻不再使用电阻不再使用 检测及识别信号检测及识别信号 30 针接头上的 pin20 是 ipod 用于判断是否有外置配件插入的信号来源 而 pin10 上接的 ID 电阻则告诉 ipod 接 入配件所需要提供的数据交换接入方式 这两根针脚及其内部的连接方式的远离参照下图 配件在设计过程中必须遵 守一下准则 基于 UART 或者基于 USB 硬件选入 数据交换协议必须对 pin20 接地以及在 pin10 接入对应的 ID 电阻 基于 USB 软件选入 或者蓝牙数据交换协议不需要对 pin20 接地或者接入 ID 电阻 如果配件在不断开物理连接下 希望 ipod 将其判断为电气断开或者关闭 可以采用浮接 pin10 和 pin20 的 方式 但是配件不能将 pin13 转入低电平作为采取这种行为的判断依据 对于部分类型的配件 其不需要 pin20 接地检测 或者基于某些因素不需要进行 ID 电阻检测 这些产品是不适 用于以上的配件检测及识别方式 关于这些例外的配件及介绍 请参照 配件识别电阻及用户界面 部分 配件检测及识别可以概述为 最简单的直流充电器或者基座 这类仅仅提供直流充电功能的配件不需要 ID 电阻或者其它识别回路来进行 硬件识别 其它具有更多功能的配件 如果不需要 ipod 提供处理特定的电源状态 或者并不通过 USB 进行 数据交换的 适用于 548K 的 ID 电阻 配件通过 USB 与 ipod 进行数据交换和通讯的 建议按照下面 转送 USB 电源及数据 的方式进行检测和 识别 而不建议采用简单的 ID 电阻识别方式 除去上面两类 任何的 ipod 配件产品都必须遵循 pin20 接地检测和 pin10 电阻识别的方式 对应不同的 ID 电阻 ipod 由此可以进行判别 其不能允许外部电源对电池进行充电或者当外部文件播放 电源拔出后必 须暂停 如果配件并不是直接连接到 ipod 上的 而是通过 30pin USB 线缆与 ipod 连接 仍旧需要按照上面的 ID 电阻接 入到公头的 pin10 上 电阻公差不超过 1 与上面过程略有不同的是 配件识别通过测量 pin1 而非 pin20 和 pin10 完成 与前面提到的一样 设计者也应该仔细选择传输线缆的长度及牌号以降低线损 iphone 配件设计指导配件设计指导 iphone 配件测试配件测试 在 MFI 项目下 所有第三方配件产品在授权前必须通过以下配件测试 第三方认证厂商必须完成 电器检测及确认 中说列举需要完成的所有项目 测试完成并通过后 厂商对 测试结果进行自我认定 并将认定结果复印件和 self certification 文件一起递交给苹果公司 测试中所提到的 RF 测试认证 以及 TDMA 噪音测试及认证 必须由苹果公司指定的独立实验室完成并 通过 由厂商自我完成并认定的测试结果将不会被苹果接受 更多关于苹果认可的测试实验室资料可以直 接致电苹果公司了解 RS 发送及接收因素发送及接收因素 用于 iphone 的配件必须考虑无线干扰的因素 即便是皮套厂商也要充分考虑其产品对 iphone 天线和探头的影响 配件对 iphone 无线干扰的问题通过两个标准来衡量 降低 iphone 天线效率 配件必须尽可能降低对 iphone 的 TRP 干扰 其影响可以通过测量 iphone 在各个波 段和频率下的 TRP 得到 降低 iphoneRF 接收能力 配件必须尽量降低 iphone 上 EIS 的损失 电源指导电源指导 对于配件本身通过外置或者内置电源为 iphone 或者 ipod touch 供电的 配件的设计必须按照 iphone 及 ipod touch 供电指引 的要求 以避免对触摸屏的感应头造成不良影响 此外 所有的对 iphone 的供电必须全部符合 电器测试及认定 中的要求 也必须在开机状态下可以通过 RF 认定中 TRP 和 EIS 两种测试 电池包产品设计指导电池包产品设计指导 为 iphone 设计的电池包产品配件必须通过 USB 供电 所有的电池产品必须符合 电器测试及认定 中的要求 可以通过 RF 认定中 TRP 和 EIS 两种测试 Iphone ipad 及及 ipod touch 电源指导电源指导 配件厂商可以为 Iphone ipad 及 ipod touch 设计专门的外部电源 但是这些外部电源配件必须按照本部分的要求 来设计和工作 一面对 Iphone ipad 及 ipod touch 的触摸屏正常工作造成不良影响 转换开关频率转换开关频率 为了与经常使用的 iphone 和 ipod 上的触摸屏探头相兼容 任何的直流或者交流电源在设计时都必须在转换开关 频率上满足以下条件 为了避免与音频输出相干扰 对于任何大于 5mA 的外部加载项目 消耗电流 配件的开关频率必须比音 频波段要高 即超过 22kHZ 对于大于 20mA 的较大的外部加载项目 消耗电流 配件的开关频率必须一直大于 60kHZ 通过 YCAP 交流电容降低噪音 由于交流适配的控制开关频率远高于电源