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[Android6.0][RK3399] TypeC 基礎知識

    • TypeC 基本特性
    • 引腳定義
    • TypeC 如何确定充電方向
    • TypeC 确定裝置類型的原理
      • usb 模式
      • 音頻配件模式
      • DP 模式 和 PCIe 模式

TypeC 基本特性

  • 正反插
  • 速度快 10Gbps

引腳定義

[Android6.0][RK3399] TypeC 基礎知識

TX/RX 兩組差分信号用來進行資料傳輸。

CC1 和 CC2 作用:

1. 區分正反面

2. 區分 DFP (Host)和 UFP(Device)

3. 配置 VBUS,有 USB TypeC 和 USB Power Delivery 兩種模式

4. 配置 Vconn,當線纜中有晶片時,一個 CC 傳輸信号,一個 CC 變成供電 Vconn

5. 配置其他模式,比如接音頻時、dp時、pcie時 等等。

Vbus 電源 和 GND 都有 4 個,這也是為何可以達到 100W 的原因。

最高可以支援 20V/5A,但是需要 USB PD 晶片的支援。

SUB1 和 SUB2 (Side band use),在一些特殊的傳輸模式下才會使用。

D+ D- 用來相容 USB 之前的标準。

TypeC 如何确定充電方向

TypeC 裝置有三種形式:

DFP(Downstream Facing Port):隻能作 Source(Host),比如充電器。

UFP(Upstream Facing Port):隻能作 Sink(Device),比如 U盤、滑鼠、鍵盤、老款的手機(UFP TypeC 頭的手機)。

DRP:兩者都可以作。比如新款的手機(DRP TypeC頭的手機),平闆,筆記本。

是以,如果我們手上有一個 TypeC 的手機,有可能有兩種情況:

1. 手機上是 UFP 的 C 母頭。無論是接到充電器還是電腦,都會被充電。

2. 手機上是 DRP 的 C 母頭。

2.1 插到充電器,因為充電器隻能作 DFP,是以手機會切換為 UFP,進而被充電

2.2 插到筆記本、另一台手機 或是 充電寶:

2.2.1 手機、電腦、充電寶 會随機當 host 和 sink,每次插拔後角色互換(前提是支援 PD 協定)

2.2.2 手機、電腦、充電寶 有一方有作為 host 端的偏好設定。此時有偏好設定的一方會稱為 host 端。

注:偏好設定是最新的 TypeC 規範中對 DRP 部分的描述,新增了兩種類型:

1. DRP try source:和DRP或者DRP try sink相連時,會連成Source。

2. DRP try sink:和DRP或者DRP try source相連時,會連成sink。

TypeC 确定裝置類型的原理

usb 模式

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根據 CC 引腳區分 DFP (Host) 和 UFP (Device)。

在 DFP 的 CC pin 有上拉電阻 Rp(阻值不确定,後面會說) ,在 UFP 的 CC pin 有下拉電阻 Rd 5.1k。

沒有連接配接的時候,DFP VBUS 沒有輸出。

連接配接時,CC pin 相連,DFP 的 CC 會檢測到 UFP 的下拉電阻 Rd,此時表示連接配接上了,DFP 就會打開 VBUS 電源,輸出電源給 UFP。希望能提供原始文檔。

具體哪個 CC pin 檢測到下拉電阻,就決定了插入方向,順便切換 RX/TX。

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UFP 的下拉電阻 Rd = 5.1 k

DFP 的上拉電阻 Rp 阻值不确定,因為需要這個電阻來确定 USB TypeC 的幾種供電模式。

當 Rp 值不同,CC pin 檢測到的電壓就不同,進而控制 DFP 使用哪種供電模式。

雖然有兩個 CC,

但是實際在不含晶片的線纜中隻有一根 CC 線,

含晶片的線纜也不是兩根 CC 線,是一根 CC 線,一根 Vconn 用來給晶片供電(3.3V或者5V),此時 CC 端下拉電阻 Ra = 800-1.2k 歐

音頻配件模式

兩個 CC pin 都接了下拉電阻 <= Ra 時,DFP 進入音頻配件模式,左右聲道、mic 都具備

DP 模式 和 PCIe 模式

USB PD 是在 CC pin 上傳輸,PD 有個 VDB(Vendor defined message )功能,定義了 Device 端 ID,讀到了支援 DP 或者 PCIe 的裝置,就進入 alternate 模式。

如果 DFP 認到 device 為 DP,便切換 MUX/Configuration Switch,讓 Type-C USB3.1 信号腳改為傳輸 DP 信号。AUX 輔助由 Type-C 的 SBU1,SUB2 來傳。HPD 是檢測腳,和 CC 差不多,是以共用。

而 DP 有 lane0-3 四組差分信号, Type-C 有 RX/TX1-2 也是四組差分信号,是以完全替代沒問題。而且在 DP 協定裡的替代模式,可以 USB 信号和 DP 信号同時傳輸,RX/TX1 傳輸 USB 資料,RX/TX2 替換為 lane0,1 兩組資料傳輸,此時可支援到 4k。

如果 DFP 認到 device 為 DP,便切換 MUX/Configuration Switch,讓 Type-C USB3.1 信号腳改為傳輸 PCIe 信号。同樣的,PCIe 使用 RX/TX2 和 SBU1,SUB2 來傳輸資料,RX/TX1 傳輸 USB 資料。

這樣的好處就是一個接口同時使用兩種裝置,當然了,轉換線就可以做到,不用任何晶片。