Type-C协议简介(CC检测原理)
1 简介
越来越多的手机开始采用Type-C作为充电和通信端口,Type-C连接器实物和PIN定义如下图:
typec数据线
Type-C连接器中有两个管脚CC1和CC2,他们用于识别连接器的插入方向,以及不同的插入设备。本文介绍CC的基本识别原理。
先介绍几个概念:
DFP——Downstream Facing Port,也就是Host UFP——Upstream Facing Port,也就是Device
DRP——Dual Role port,既可以做DFP,也可以做UFP。
在建立连接之前,DRP的角在DFP和UPF之间切换。如果两个DRP 连接,最先随机到那种角后开始建立连接,之后可以通过USB协议协商进行动态切换。
2 为什需要CC检测
虽然USB Type-C插座和插头的两排管脚对称,USB数据信号都有两组重复的通道,但主控芯片通常只有一组TX/RX和D+/-通道(某些芯片有两组TX/RX和D+/-通道)。
由于USB2.0的数据率最高只有480Mbps, 可以不考虑信号走线的阻抗连续性,USB2.0的D+/-信号可以不被MUX控制而直接从主控芯片走线,然后一分二连接至USB Type-C插座的两组D+/-管脚上。
但USB3.0或者USB3.1的数据率高达5Gbps或者10Gbps,如果信号线还是被简单地一分二的话,不连续的信号线阻抗将严重破坏数据传输质量,因此必须由MUX切换来保证信号路径阻抗的一致性,以确保信号传输质量。
下图中右侧所示的MUX从TX1/RX1和TX2/RX2中选择一路连接至主控芯片,而这个MUX就必须被CC管脚控制。
在USB2.0应用中,无需考虑CC方向检测问题,但USB3.0或者USB3.1应用中,必须考虑CC方向检测问题。
注意UFP,比如U盘,移动硬盘内部不需要CC逻辑检测,因为它是上行,只有一对USB2.0或USB3.0信号,如下图
3 CC检测原理
CC信号有两根线,CC1和CC2,大部分USB线(不带芯片的线缆)里面只有一根CC线,DFP可根据两根CC线上的电压,判断是否已
经插入设备。通过判断哪根CC线上有下拉电阻来判断方向,下图的说明已经非常清晰。
如果CC1引脚检测到有效的Rp/Rd连接(对应的电压),则认为电缆连接未翻转。
如果CC2引脚检测到有效的Rp/Rd连接(对应的电压),则认为电缆连接已翻转。
“有效的Rp/Rd连接”指在CC上形成了有效的电压。
从DFP的角度看,下表列出了所有可能的连接状态,
以上只是介绍了CC检测中判断是否翻转的原理,两个CC信号还有
向UPF通告DFP提供电流能力的功能等,见下文。
3.1 DFP的上拉电阻Rp
DFP的CC1和CC2信号上都必须有上拉电阻Rp,上拉到5V或3.3V。或者CC1和CC2都用电流源上拉。最终的目的是在插入后,能检测到CC1或CC2上的电压,进而判断是否翻转以及DFP的电流能力。如下是所有可能的配置。可以选择右边三列中的任何一列作为上拉方式,比如Fairchild的FUSB300就是用330uA上拉,TI的TUSB320LAI 用的是80uA的上拉,不同的上拉方式在CC引脚上形成的电压不同,不同的电压对应不同的电流能力。
3.2 UPF的Rd
UFP的CC1和CC2管脚都要有一个下拉电阻Rd到GND(或者使用电压钳位)。Rd的处理方式如下表。
注意,最后一列的电流源连接至的电压,是指3.1节中表格的最后一列电流源的上拉电压。

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