Type-CPD充电简介

1、一、Type-C 简介自1998年以来，USB发布至今，USB已经走过20个年头有余了。在这20 年间，USB-IF组织发布N种接口状态，包括A 口、B 口、MINI-A、MINI-B、 Micro-A、Micro-B等等接口形态，由于各家产品不同,不同产品使用不同类型 的插座，因此我们也要常备各种不明用途的接口转接线材。1998)»2000:>20012008,2013)2014US81.XUSB 2.0USB On4h«<>oUSB 3.0USB 3.1 Gen 1USB 11 G«n 2USB Typt-CLow Speed LS: 1.5

2、 Mbps Full Speed FS: 12 MbpsHigh SpeedHS: 430 Mpbs 1 FS / LSUSB 2.0 OTG Master/slave configurableSuperSpeed SS: 5 Gbps HS/FS/LSSuperSpeed* SS.10 Gbps SS/HS/FS/LSUSB: 10 Gbps OP： 8 1 Gbps Power: 100 WUSB协议发布时间节点对于Type-C, USB标准化组织意识到统一和标准化问题，在定义标准时, 做了如下规定： 1、接口形态支持正反插，同时也规范了对应的线材，接口定义如下:Figure 2-1 US

3、B Type-C Receptacle Interface (Front View)A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12GND | TXVTX"Veus | CC1 | D* | D-S6U1Veus | RX2- | RX2. | GNDGND | RXURXLVbus | SBU2 | D- | D*CC2Veus | TX2- | TX2. | GNDB12B11 BIO B9 B8 BZ 86B4 B3 B2 B1Figure 2-2 USB Full-Featured Type-C Plug Interface (Front View)A12A11A10A

4、9MMMA5A4NiA2A1GND| RX2*RX2- | VBiJS| SBU1D-CCVeus1X1-TX14GNDGNDTX2*TX2- | VBU8| VCONN | S8U2V6USRX1-RX14GNDB1B2B3B4B5B6B7BaB9B10B11B12其中，具备全功能的Type-C应该具备E-Marker功能，由于具备E- Marker,线缆能够被读到其带电流的能力、特性、线材ID等等。E-Marker的 供电电源来自于VC0NN,线缆会通过下拉的电阻Ra, Source检测到之后会提供 VCONNo 2、传输速率最大传输速度10Gb/s,即是USB 3. 1 Gen2标准，也

5、支持4 Lane DP模式, 传输高清图像，在供电部分，最大可以支持100W (20V/5A)Spec Voltage Current PowerUSB 2.0 5V 500mA2.5WUSB 5.1 5V900mA4.5WUSB BC1.25V1.5A7.5WUSB Type-C 5V1,5A. 5A7.5WJ5WUSB PD Up to 20V Up to 5A Up to 100W3、协商机制为了能够区分两端USB设备的角色(Host/Device),必须有一套协商机 制，便于进行角色确认，这部分通过CC(Configuration Channel)管脚进行设 置。后面随着PD规范的面世

6、，CC脚开始被用来做简单的半双工通信，用来完 成POWER供给的协商。二、Type-C Port 的 Data Role、Power Role1、 Type-C 的 Data Role(1) DFPownstreamFacing Port)：下行端口，可以理解为Host或者是 HUB, DFP提供VBUS、VC0NN,可以接收数据。在协议规范中DFP特指数据的下 行传输，笼统意义上指的是数据下行和对外提供电源的设备。(2) UFP (Upstream Facing Port)：上行端口，可以理解为 Device, UFP 从VBUS中取电，并可提供数据。典型设备是U盘，移动硬盘。(3) DRP

7、 (Dual Role Port)：双角色端口，DRP 既可以做 DFP(Host),也可 以做UFP (Device),也可以在DFP与UFP间动态切换。典型的DRP设备是笔记 本电脑。设备刚连接时作为哪一种角色，山端口的Power Role决定；后续也可 以通过switch过程更改(需支持USB PD协议)。2、 Type-C 的 Power Role根据USB PORT的供电(或者受电)情况，USB Type-C将port划分为 Source> Sink 等 power 角色。如下图显示常川设备的Data Role和Power RoleProvider (Known as OFP)

8、Power Role(Kncwn “ DRP)Consumer (Known m UFP)USB Pawed AccMionet9Ba dLa daa dLn oz -SOH 8>a>0 eolHsleaPower Role详细可以分为： a） Source Only b）默认Source,但是能够通过PD SWAP切换为SINK模式 c） Sink Only d）默认SIK,但是能够通过PD SWAP切换为Source模式 e） Source/SINK 轮换 f） Sourcing Device （能供电的 Device,如显示器） g） Sinking Host （吃电的Hos

9、t,如笔记本电脑）USBType-C的插座中有两个CC脚，角色检测就是通过CC脚进行的，但是 对于插头、或者线缆正常只有一个CC引脚，两个端口连接在一起之后，只存在 一个CC引脚连接，通过检测哪一个CC有连接，就可以判断连接的方向。如果 USB线缆中有需供电的器件，其中一个CC引脚将作为VC0NN供电。CC引脚有如 下作用：a）检测USB Type-C端口的插入，如Source接入到Sinkb）用于判断 插入方向c）在两个连接的Port之间，建立对应的Data Roled）配置VBUS, 通过下拉电阻判断规格，在PD协商中使用，为半双工模式e）配置VCONNf）检 测还有配置其他可选的配置模式

10、，如耳机或者其他模式 3、连接方向、Data Role、Power Role角色检测SourceSink ConnectionJLSource端CC引脚为上拉，Sink端CC引脚为下拉。握手过程为接入后检测 到有效连接（即一端为Host一端为Device）,随后检测线材供电能力，再进 行USB枚举。a） SINK的两个CC引脚均通道Rd下拉至lj GNDb） SINK通过检测VBUS,来判断Source的连接与否c） SINK通过CC引脚上拉的特性，来检测目前的USB通信链路（翻转）d） SINK可选地去检测Rp的值，去判断Source可提供的电流。同时管理 自身的功耗，保证不超过Source

11、提供的最大范围e）同样的，如果支持高级功能，通过CC引脚进行通信。三、PD充电通信过程PD协议是Power Delivery,简单来说是一种快速充电标准。包含PD协议 的Type-C系统从Source到SINK的系统框图大致如下：在Source的内部包含了一个电压转换器，且受到PD控制器控制，他会根 据输入电压的条件以及最高可输出规格需求，此电压转换器可以是BUCK. Boost, Buck-Boost或者反激转换器。整个通信过程都在PD控制器的管控之 下，USB PD还有一个开关，用于切换VC0NN电源（电缆包含电子标签时用 到）。当电缆接通之后，PD协议的SOP通信就开始在CC线上进行，以

12、此来选择 电源传输的规格，此部分由Sink端向Source端询问能够提供的电源配置参数 （5V/9V/12V/15V/20V）。如下波形为SNK控制器申请一个9V电压输出的例子。1、充电器在连接建立后，会通过CC线进行广播，告诉连接的另外一 方，充电器能够提供多少种电压以及对应的电流；2、手机侧USB PD设备策略管理器(policy_engine.c)监控CC上是否 耦合了 BMC信号，并且解码消息得出是SourceCapabilities消息，就根 据USB PD规范解析该消息得出USB PD充电器所支持的所有电压和电流列 表对；3、手机根据充电的配置从SourceCapabilitie消息中选择一个电压 和电流对，向适配器发送请求数据包，将电压和