USB供电PowerDelivery
+ -

TYPE-C PD浅谈(一)

2021-05-12 1128 0
欢迎加入官方QQ群:952873936或联系站长进行技术交流。

聊聊USB Power Delivery两三事,接下来会依下列几个主题来探讨

  • What is Power Delivery
  • E-Marker
  • Attached
  • Source CAP
  • Sink CAP
  • Power Role Swap
  • Data Role Swap
  • VCONN Swap
  • Alternate Mode
  • Charger Design Note
  • What is Power Delivery

USB界面历经20年的演变,在界面上一直没有太多变化,顶多是在USB 3.0时加入了TX/RX的传输界面,可是在主从关系上、在电源角色扮演上,一直还都是沿用旧制。直到TYPE-C界面的出现,打破了旧有的规范,顿时让USB界面的使用上灵活起来。TYPE-C的界面,不再有主从之分,所以数据、电源等都可以经由握手来达到方向的转换。Power Delivery(以下简称PD)指的就是在TYPE-C上,关于电源这档事。当然,PD包含得还不只电源,它同时还处理在两个装置间作为数据流向、数据格式及主从关系的协调工作。

下面这张图是TYPE-C的完整界面及脚位定义
20210512154732258447

我们可以发现相较于旧式的TYPE-A有了几点的不同

  • VBUS/GND都变成4个接点,这意味着在电源的传输上可以更往上提升(TYPE-C PD经沟通握手后,最高可以达到20V/5A 100W的能量传输)。
  • TX/RX也都变成两对,所以传输速度提高到10G,接下来的版本会提高到20G,更甚者,INTEL主推的Thunderbolt在界面上兼容于TYPE-C,速度更是一举提高到40G
  • 多了CC1/CC2两根PIN,CC PIN是PD的沟通界面,主要是负责两边Device的电源及数据协议格式的握手工作。在CC PIN上的走的是Bi-phase Mark Code(BMC)通信界面,BMC是one–wire传输界面,在TYPE-C PD传输速度被规定在300K±10%,传输格式如下图,每一个bit都需要在准位上先做一次转向,当DATA为1时需要在一个单位时间内高低准位各转向一次,当DATA为0时则转向后需保持一个单位时间长度。

20210512154808605836

信号线封包格式则是包含了Sync、Start of Packet(SOP)、Header、Data、CRC、End of Packet(EOC)…等。其中SOP又分为SOP、SOP’、SOP’’三种,分别对应到不同的目标设备:

  • SOP:缆线对面的设备
  • SOP’:缆在线较靠近自己的E-Marker
  • SOP’’:缆在线较远离自己的E-Marker

20210512154853208046

基本的握手流程如下图
20210512154914374345

既然是one-wire interface为何需要两根PIN?这是因为TYPE-C并没有正反差之分,所以当装置对接后,才会决定由哪一个脚位去做BMC数据传输。此时另一个脚位则会变成所谓的VCONN PIN,用来做为另一个电源的输出,主要是用来供电给TYPE-C缆在线E-marker IC使用。

CC PIN的插入检测同时也担任起另一项重要的工作,就是去决定TX/RX switch的开关,这样才能确保装置对接时,不管哪个方向,高速数据的传输管道都能够被正确的桥接到正确的方向。

20210512154932906830

SBU1/SBU2 5主要是用于sideband/音讯应用,下图为将TYPE-C用于传输模拟音讯时的接法及各脚位的定义。

2021051215495012223

20210512154956993035

0 篇笔记 写笔记

什么是雷电4?Thunderbolt 4 和Thunderbolt 3, USB-C, USB4, USB3参数对比
USB4集成了Thunderbolt 4,那么对于新的USB规范,其和以往的兼容的总线如Thunderbolt 4 ,Thunderbolt 3, USB-C, USB4, USB3有什么不同了?什么是Thunderbolt 4?Thunderbolt 是 英特尔开发的一种高速协议,它可以提供电力,......
TYPE-C PD 浅谈(六)
举例,当笔记型电脑接入Docking时,会由笔记型电脑对Docking供电,并由笔记型电脑对docking供电。如果此时docking有外部电源接入,则docking会发起power role swap的请求,经双方同意后,电源改由docking对笔记型电脑充电,可是data主从关系还是维持由笔记型......
TYPE-C PD浅谈(五)
有于USB-IF协会定义了多组电压,当对接时该挑选哪一组电压?Consumer电压的挑选是依照Sink Capability(SNK_CAP),Sink Capability会存在于Consumer中,这部分的参数定义了系统允许的电压电流。所以当两个装置对接时,Provider会先提供Source ......
搞定DFP/UFP角色侦测设计USB 2.0 OTG升级Type-C
USB Type-C缆线、插座及插头的设计皆较现有USB缆线(Micro-A、Type-A及Type-B)更为坚固且容易使用。举例来说,目前的Type-A插头仅能以一种方向插入Type-A插座。但是,Type-C无论正反面皆可插入装置中。这项简单的改变可避免使用者将USB设备错误插入USB插座时所造......
USB供电PD 简介
USB-C都有很多用途。但这是因为支持设备(例如iPhone X)的快速充电而使其倍受青睐。通过称为Power Delivery(或更具体地讲,Power Delivery 2.0和3.0)的技术使这成为可能。 USB-C享有其所有可逆的优势,并可以以更高的电压和瓦数为设备充电,以提供更广泛的设备充......
USB-C(TYPE-C)和普通接口有什么区别
USB Type-C是伴随USB3.1连接器一同推出的新的接口类型,Type-C的规范也确实是按照USB3.1标准所制定,因此USB3.1当然可以制作为Type-C类型,但Type-C不等于USB3.1!USB Type-C只是USB 3.1标准的一部分,而不是一个新的标准,并且USB 3.1标准仍......
USB3.2中数据通路lan的概念
从USB3.2的GEN1开始,数据传输不再使用USB2.0的D+,D-线路,而是使用差分信息来进行的,这些差分信号也不再是双向的,是单向的,且并接收数据与发送数据的差分信号进行线路区分。在USB33.2规格书中,数据通路lan定义为发送接口TX与接收接口RX的连接。USB3.2 GEN1/GEN2规......
DisplayPort的TYPE-C管脚分配
当为显示源时(DFP_D)当USB Type-C 为显示源(DFP_D)时,TYPE-C的引脚A2-A3, A8, A10-A11 和 B2-B3, B8, B10-B11将会被配置成 A, B, C, D, E ,F.A,B,C和D引脚用于USB Type-C电缆以及USB适配器一起使用Type-......
TYPE-C PD浅谈(二)- E-Marker
E-Marker指的是在TYPE-C缆线中会被放置一颗识别IC,这等于是这条缆线的身份证,其功能主要是在宣告缆线的能力、缆线ID及制造商ID等。前面章节有提到当装置对接后,CC其中会有1 pin变成VCONN供电出来,就是为了供电给E-marker来使用。对接后供电端(Provider)会去读取E-......
USB Type-C配置通道(CC)引脚功能
USB Type-C定义了CC pin,理解了CC pin的功能,大致上就等于理解了Type C。下面六个项目是Type C Spec所定义的CC pin功能。1. Detect attach of USB ports,e.g. a DFP to a UFPDFP(Downstream Facing......
TYPE-C PD浅谈(一)
聊聊USB Power Delivery两三事,接下来会依下列几个主题来探讨What is Power DeliveryE-MarkerAttachedSource CAPSink CAPPower Role SwapData Role SwapVCONN SwapAlternate ModeCha......
DisplayPort的TYPE-C信号定义和配置功能描述
DisplayPort的备用模式重新配置TYPE-C连接器上的某些引脚以支持其他协议.例如DisplayPort备用模式的USB-C型连接器引脚分配。VESA规范中列出了不同的解决方案,这些解决方案通过特定的连接器插脚和电线支持USB Type-C上的DP。24引脚的USB Type-C连接器可以分......
DispalyPort中TYPE-C的辅助信号AUX
在DisplayPort模式下运行时,USB Type-C连接器必须通过插座插针A8和B8上的差分信号支持AUX通道。在激活DisplayPort模式连接并选择配置之前,这些引脚将保持未连接状态。 高速开关可以将C型连接器上的SBU引脚与DisplayPort的AUX通道相连。DisplayPort......
TYPE-C PD浅谈(三)
由于TYPE-C两头都一样,没有方向性,所以在对接前并不会有电源输出,数据主从也尚未定义。在PD的规范内,针对装置对接,定义了三个电阻来进行对接的识别。Rp:做为Provider需要在CC脚位上上拉一个Rp电阻。Rp电阻允许有三种阻值(pull high 5V时,10K/22K/56K),这三种阻值......
TYPE-C PD 浅谈(八)
VCONN交换在装置取得Host(DFP)后,在进行资料传输前,需要先确认缆线的传输能力是480M、5G还是10G…,所以有些Host会接着再发起VCONN swap,将对缆线的供电权转移到自己本身上,紧接着对缆线供电后,跟缆线上E-Marker IC进行沟通,确认缆线上的传输能力后,才知道接下来该......
作者信息
USB中文网
B站搜索 站长漫谈 看视频。
pnpon内核开网,USB中文网,
busrom硬核技术网站长
取消
感谢您的支持,我会继续努力的!
扫码支持
扫码打赏,你说多少就多少

打开支付宝扫一扫,即可进行扫码打赏哦

您的支持,是我们前进的动力!