[Android6.0][RK3399] TypeC 基礎知識

TypeC 基本特性

  • 正反插
  • 速度快 10Gbps

引腳定義

TX/RX 兩組差分信號用來進行數據傳輸。

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,當線纜中有芯片時,一個 CC 傳輸信號,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,這也是爲何可以達到 100W 的原因。
最高可以支持 20V/5A,但是需要 USB PD 芯片的支持。

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

D+ D- 用來兼容 USB 之前的標準。

TypeC 如何確定充電方向

TypeC 設備有三種形式:
DFP(Downstream Facing Port):只能作 Source(Host),比如充電器。
UFP(Upstream Facing Port):只能作 Sink(Device),比如 U盤、鼠標、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),平板,筆記本。

所以,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,因爲充電器只能作 DFP,所以手機會切換爲 UFP,進而被充電
2.2 插到筆記本、另一臺手機 或是 充電寶:
2.2.1 手機、電腦、充電寶 會隨機當 host 和 sink,每次插拔后角色互換(前提是支持 PD 協議)
2.2.2 手機、電腦、充電寶 有一方有作爲 host 端的偏好設定。此時有偏好設定的一方會稱爲 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 確定設備類型的原理

usb 模式

根據 CC 引腳區分 DFP (Host) 和 UFP (Device)。

在 DFP 的 CC pin 有上拉電阻 Rp(阻值不確定,後面會說) ,在 UFP 的 CC pin 有下拉電阻 Rd 5.1k。
沒有連接的時候,DFP VBUS 沒有輸出。
連接時,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。

UFP 的下拉電阻 Rd = 5.1 k
DFP 的上拉電阻 Rp 阻值不確定,因爲需要這個電阻來確定 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,
但是實際在不含芯片的線纜中只有一根 CC 線,
含芯片的線纜也不是兩根 CC 線,是一根 CC 線,一根 Vconn 用來給芯片供電(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,讀到了支持 DP 或者 PCIe 的裝置,就進入 alternate 模式。

如果 DFP 認到 device 爲 DP,便切換 MUX/Configuration Switch,讓 Type-C USB3.1 信號腳改爲傳輸 DP 信號。AUX 輔助由 Type-C 的 SBU1,SUB2 來傳。HPD 是檢測腳,和 CC 差不多,所以共用。

而 DP 有 lane0-3 四組差分信號, Type-C 有 RX/TX1-2 也是四組差分信號,所以完全替代沒問題。而且在 DP 協議裏的替代模式,可以 USB 信號和 DP 信號同時傳輸,RX/TX1 傳輸 USB 數據,RX/TX2 替換爲 lane0,1 兩組數據傳輸,此時可支持到 4k。

如果 DFP 認到 device 爲 DP,便切換 MUX/Configuration Switch,讓 Type-C USB3.1 信號腳改爲傳輸 PCIe 信號。同樣的,PCIe 使用 RX/TX2 和 SBU1,SUB2 來傳輸數據,RX/TX1 傳輸 USB 數據。

這樣的好處就是一個接口同時使用兩種設備,當然了,轉換線就可以做到,不用任何芯片。

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