USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析

深入解析TypeC

    • 1、Type-C接口引脚分布
    • 2、USB TypeC接口特点
    • 3、DFP、UFP、DRP用途解析
    • 4、深入解析CC通道
    • 5、总结

1、Type-C接口引脚分布

USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析_第1张图片

  • 有24根信号,其中电源和地占了9根,有4个地和4个Vbus,用于提升电流传输能力。
  • A6、A7:用于传输USB2.0的两组信号是交叉连接的,所以会使得插头以任意方向插入时数据都是连通的。
  • A2、A3,A10、A11:有两组(8根)高速数据通路,用于传输数据
  • CC1、CC2:用于传输方向确认和正反插确认,以及USB PD BCM码信号传输功能,实现负载的功能配置,当其中一根作为TypeC接口的配置信号时,另一根则变成供电电源。(SUB1\SUB2作为辅助信号,在一些特殊模式下使用)。

2、USB TypeC接口特点

①可盲插、无方向性
②PD最大支持功率100W(20V/5A)
③单组最高速率支持10Gbps。
④能够给不同电压的设备充电。

3、DFP、UFP、DRP用途解析

①DFP:下行端口,可以理解为一个Host,DFP作为source给VBUS和vcon供电的,简单理解为一个提供电源的设备,如:电源适配器。
②UFP:上行端口,可以理解为Device,UFP可以理解为受电端口,DFP为供电端口,UFP从VBUS中取电,并可提供数据。典型设备如:U盘、移动硬盘。
③DRP:双角色端口,DRP既可以做DFP又可以做UFP,也可以在DFP和UFP间动态切换,典型设备是:笔记本电脑。

4、深入解析CC通道

(1)CC channel
CC:配置通道,作用是检测USB连接,检测正反插,USB设备间数据与VBUS的连接建立与管理。

  • 探测连接,区分正反面,区分DFP和UFP的主从关系。
  • 配置Vbus,有USB TypeC和USB Power Delivery两种模式。
  • 配置Vconn,当线缆里有Emark芯片的时候,一路CC通道传输CC信号,另一路CC通道变成Vconn,给EMark芯片供电。
  • 如果CC通道连接其他配置,如连接音频配件、DP、PCIE时,CC通道配置是不同的。
    USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析_第2张图片

上图分析

  • 在DFP的CC pin有上拉电阻Rp,在UFP有下拉电阻Rd。
  • 在未连接时,DFP的VBUS是无输出的,连接后CC pin相连,DFP的CC pin会检测到UFP的下拉电阻Rd,说明连接上了,DFP就打开Vbus电源开关,输出电源给UFP。而哪个CC pin(CC1、CC2)检测到下拉电阻就确定接口插入的方向,顺便切换RX\TX。
  • 电阻Rd=5.1k,电阻Rp为不确定的值,USB TypeC有几种供电模式,靠Rp的值来甄别,Rp的值不一样,CC pin检测的电源就不一样,然后来控制DFP端执行哪种供电模式。USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析_第3张图片
    (2)CC识别模式
    ①Source到Sink
    USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析_第4张图片

source端给sink端提供5V 3A
②Source到DRP模式
USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析_第5张图片
source只有上拉,但是DRP可作为source或者sink,所以DRP可以通过模拟开关切换上下拉。如果DRP作为source端,则Vbus上的模拟开关不会被打开,两边源是独立的。如果DRP作为sink端,则下拉到Rd电阻,source为DRP供电。
③DRP到sink的模式
USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析_第6张图片
DRP作为Source或sink,可以通过模拟开关切换上下拉,sink只有下拉电阻。当DRP作为source,则切换到Rp为sink供电,当DRP作为sink,则切换到Rd两边相互独立。
④DRP到DRP模式
USB Type-C引脚解析 && CC、DFP、UFP、DRP用途解析_第7张图片
有三种情况:
1)DRP1和DRP2可随机配置成source和sink相互独立
2)DRP1设置成source,DRP2设置成sink,则DRP1为DRP2供电。
3)DRP2设置成source,DRP1设置成sink,则DRP2为DRP1供电。

5、总结

  • TypeC无PD无Emark芯片时,最大输出为5V/3A
  • TypeC有PD3.0和Emark芯片时,最大输出为20V/5A
  • TypeC支持10Gbps、支持40bps
  • TypeC支持HDMI/DP的应用
  • TypeC支持模拟音频输出

参考b站up主:盖瑞jin
https://www.bilibili.com/video/BV1bV411b73T?spm_id_from=333.999.0.0

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