手机如何实现边连接以太网+充电?

随着type-c接口的普及,生活上使用的设备产品越来越多开始采用type-c接口,接口的统一不仅给我们带来了一线通的方便,而且节省了资源,有益于环保。
下面我们进入正题,读者一看到手机边上网边充电可能有点诧异,这不是手机都行的吗?不过今天要聊的是有线上网,在一些特殊的职业需要网络稳定不能掉包,比如直播行业,那首选当然还是使用网线直连手机,不仅可以保证稳定,而且接上千兆网口传输速度也很快。
不过在使用的过程中,传统的转接器只能type-c转接rj45网口,而手机只有一个接口,这就导致网线直连手机的时候无法充电,而直播行业又需要长时间开启手机,使用时候耗电速度惊人,国内厂商为了解决这个痛点,在传统网线转接器的基础上加入了充电接口,很好的解决了耗电太快的问题。
接下来我们看看是如何实现的,首先我们要知道数据和供电是两个角色,数据和供电都有主从关系。就拿手机的type-c接口来说,接口里搭载的pd协议里定义了 data role 和 power role 。
在usb2.0端口的data role里,usb根据数据传输的方向定义了host/device/otg三种角色,其中otg即可作为host,也可作为device,在type-c中,也有类似的定义,只是名字有了些许修改。
1.dfp(downstream facing port):
下行端口,可以理解为host或者是hub,dfp提供vbus、vconn,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(dual role port):
请注意drp分为drd(dual role data)/drp(dual role power)双角色端口,类似于以前的otg,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,由端口的power role(参考后面的介绍)决定;后续也可以通过switch过程更改(如果支持usb pd协议的话)。
而在type-c的power role里,同样根据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
再回到实际应用中,正常来说power role和data role都是同步的,比如手机连接u盘的时候,手机的power role是dfp,data role也是做host;当手机连接笔记本,手机的power role是ufp,data role也是做device。如果要让手机power role做ufp,data role做host就需要用到pd协议芯片切换。
测试的是乐得瑞科技推出的pd协议芯片ldr6028,我们看看是如何实现边充电边传输数据?
手机和pd协议芯片ldr6028都属于drp,都是双角色端口。想实现边充电边传输数据的状态,需要ldr6028跟手机进行pd协议沟通切换power role和data role。切换成功后的状态,手机的data role是做dfp(host 主机),power role是做sink(ufp 受电方)。
在没做角色切换之前,sink(受电方)只能是ufp(从机),source(供电方)只能是dfp(主机),例如手机接u盘的时候,手机作为source(供电方),u盘作为sink(受电方),所以手机会放电给u盘使用。
为了达到边充电边传输数据的状态,pd协议芯片ldr6028有两种做法:
1.pr_swap(power role swap 供电角色切换):
第一种是手机的数据角色保持不变,仅切换供电角色,就能实现手机边充电边传输数据,这种做法有个好处就是数据不用重连,连接听歌或者投屏的时候,插上充电数据不掉,体验非常好。
2.dr_swap(data role swap 数据角色切换):
第二种是手机的供电角色保持不变,仅切换数据角色,也可以实现手机边充电边传输数据,但是这种做法因为是切换数据角色,所以数据传输过程中会强制中断再重连,就像投屏的时候黑屏一下又恢复正常,体验并没那么好。
那么有人就会问了,都用第一种pr_swap体验好不就行了,但是事实并没有那么简单,目前市面上的手机型号五花八门,而且不少手机的pd协议做的并不规范,在角色切换过程中出现的问题也千奇百怪,只用第一种pr_swap可能会沟通失败,导致无法切换角色,所以退而求其次,想成功边充电边传输数据,有时候是不得不采用第二种dr_swap的。
总结:
在这个科技急速发展的时代,手机的功能越来越强大,我们可以用手机连接各种外设实现不同的需求,比如连接显示器投屏,连接麦克风直播,连接vr眼镜等等,但手机只有一个type-c接口,而连接外设的时候耗电速度太快,所以实现边充电边传输数据显得尤为重要。


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