USB Type-C开始一统接口标准,连接器的数量会越来越少

更加纤薄、可翻转插拔、更高传输速度和双向电缆等特性,正在将usb type-c推上风口浪尖,大受制造商和消费者欢迎,例如苹果2015macbook、最新chomebook pixel、乐视手机和一加2等。集高速数据传输、大功率充电和视频数据传输于一体的多合一功能也促使usb type-c开始一统接口标准的江湖。
有了usb type-c,就没必要插根电线在墙上,同时还要usb线,再加上另一根做视频输出。长远来看,pc、平板和手机等设备,在有了usb type-c之后,连接器的数量会越来越少,进化成usb type-c这样统一的方案。
图1:市场对全新的接口标准前景看好
市场的追捧如此热烈,迫切的需求也引发包括ti、cypress、lattice、nxp等在内的半导体厂商纷纷推出usb type-c产品,随着产品加速推出,usb type-c芯片的稀缺时代很快即将过去。并且,由于瞄准的应用和功能不同,usb type-c产品呈现出多样化趋势,厂商也推出相应的一系列产品。
图2:usb type-c接口特点及内部pin脚定义
ti公布usb type-c芯片细节 市场上对usb type-c的需求是,它可以进行高速的数据传输、电力充电以及视频数据传输,所以它具备多合一的功能,使大家在应用这个产品时不再需要多根线缆。因此,usb type-c的易用性很好,且对电子产品、移动设备多次插拔,以及它的兼容性将来会做出非常好的拓展应用。
德州仪器高性能模拟产品高速接口经理roland sperlich介绍说,实际上,usb type-c线缆两头的接口是一样的,而且它更加纤薄,通过usb type-c内部拼脚的定义,非常显而易见,它的左上角和右下角是个对称,所以它可以提供正反插的概念,同时它还能侦测到数据备用的切换模式。
图3:德州仪器高性能模拟产品高速接口经理roland sperlich
type-c可以支持从最初的usb2.0以及usb3.0、3.1,同时它还能够支持到电力传输。在电力传输方面,最基本的标准5v/1.5a到5v/3a,甚至到type-c的标准,支持到100w/20v/5a电力方面的传输特性。同时,它在数据方面传输,除了usb数据传输之外还可以提供视频传输,称为displayport(dp)数据传输,这样它能支持到dp。usb type-c在dp方面的传输能力非常强,可以扩展到最高4个line的dp传输;如果谈到数据传输,到usb3.0、3.1,它可以支持两对的usb3.0的数据传输。
ti新推三款usb type-c产品 “ti在usb方案有着丰富经验,包括usb传统驱动、hub、re-driver、usb phy。ti还提供充电,以及从usb2.0到usb3.0/3.1和dp(displayport)视频数据传输的支持。usb type-c充电产品同时支持数据切换模式,可以把type-c转换到usb3.0以及视频传输的displayport。”sperlich说。
他谈道:“usb实施者论坛(usb-if)今年6月份正式生效usb type-c 1.1规格, ti是该论坛的长期参与者,对业界最新的标准会持续同步,推出的产品也将会在第一时间满足该规范。”
图4:ti是业界首个满足usb type-c技术规格1.1的厂商
ti日前推出的三款usb type-c全新产品,分别能够满足笔记本电脑、电视机和移动设备等不同层面的应用。声称tps65982是业内首款集全部功能于一体的usb type-c 和usb供电(pd)控制器,该器件是款全功能的usb type-c方案级产品,集成了端口电源开关和端口数据多路复用器,以给移动设备提供充电、数据传输和视频接口,实现多条数据传输和视频传输。
针对有更高数据速率需求的应用,tps65982可与传输速度为5.4gbps的、业界首款usb type-c 交叉点开关hd3ss460结合使用,hd3ss460主要用于支持在备用的数据模式,把usb type-c接口切换到对应的usb3.0/3.1以及dp视频数据输出。该产品在对应的type-c应用中非常重要,它负责把type-c接口数据传输成为usb高速3.0/3.1数据,以及对应的视频数据。该解决方案能使电缆两端的usb连接器可被正反互换,还能提供高达100w的功率并支持交替模式,从而可通过主机到终端设备的显示端口来发布视频。
“type-c接口可以传输电以及传输充电数据、usb数据和displayport数据。通过这样的接口,我们可以把数据传输存储,把视频数据传输到tv或监视器。我们通过hd3ss460芯片把视频数据从type-c接口中切换出来,显示到对应的监视器、电视投影仪上。”roland表示。
hd3ss460具有40μw的业界最低超低功耗,该产品可以帮助整个产品延长使用寿命。在对应的线缆应用上,超低功耗可以延长整个线缆的使用时间,这在成本上也具有便利性。
对于要求最大功率达15w的usb type-c 系统,工程师可选择可提供usb type-c配置通道(cc)逻辑和端口控制的tusb320产品系列。这些器件使系统有可能探测插头的定向,并为终端设备确定适当的usb规格和模式设置。tusb320产品系列实现的是type-c的反转功能,它会把数据进行切换和传输。这是对应hd3ss460数据方面的切换产品。
tusb320系列的应用为移动设备提供便捷的方案,它可以提供5v/3a应用。在对应的低功耗移动设备(比如智能手机)上,tusb320是最佳选择。它不仅可以支持到最基本的type-c侦测(是不是usb type-c的产品),还支持正反插(usb type-c产品使用的便捷性)。tusb320系列的封装也是业界最小的封装(1.6mm×1.6mm)。移动设备本身空间很小,它提供最小的封装、最低功耗,从而适合于移动设备的选择。
越来越多玩家加入 除了ti,今年夏天,越来越多重量级厂商都加入到usb type-c大潮中来,包括cypress、nxp、lattice等。nxp在7月份发布了“业界首个安全的usb type-c解决方案”,集成身份验证和快速充电功能,nxp声称身份验证功能有助于识别设备真伪。
lattice也在上个月idf上向英特尔的用户演示其新发布的三款usb type-c接口控制器,正致力于成为usb type-c市场上的重要玩家。芯片系列包括用于智能手机上、采用csp封装的sil7012;用于笔记本电脑及周边、qfn封装的sil7013;支持aux和hpd信号、支持displayport的sil7014。
据lattice分析,usb type-c芯片已经有了不同的特点和架构,一些usb type-c芯片集成了arm-cortex0控制器,cypress属于这一类。另一些则没有集成mcu,lattice认为,它们可提升外部cpu能力,包括应用处理器和嵌入式控制器,以降低usb type-c的成本,是一种更加灵活的方式。
图5:usb type-c的术语解释

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