ZHCY216 November   2024

 

  1.   1
  2.   引言
  3.   USB Type-C® 的基础知识
    1.     摘要
    2.     USB-C 数据速度和功率级别
    3.     数据和电源角色
    4.     USB-C 引脚排列和可正反插接
    5.     USB-C 电缆检测和方向
    6.     何时需要 USB PD 控制器?
  4.   USB Type-C® 的发展历程
    1.     摘要
    2.     USB 连接器基础知识
    3.     USB 和 USB PD 协议发展历程
    4.     USB-C 与 USB PD
    5.     USB PD 3.1 规范的演变
  5.   USB Type-C® 和 USB PD 规格简介和概述
    1.     摘要
    2.     USB-C 连接
    3.     VCONN 和消息类型
    4.     通过 CC 线协商 USB PD 功率
    5.     数据角色交换
    6.     电源角色交换
    7.     USB PD 交替模式简介
    8.     EPR 简介
  6.   通过 USB Type-C® 传输 USB 信号
    1.     引言
    2.     通过 Type-C 传输 USB 2.0 信号
    3.     低速和全速
    4.     高速
    5.     低速、全速和高速数据速率
    6.     USB 2.0 信号完整性
    7.     通过 USB-C 实现 SuperSpeed 信令
    8.     SuperSpeed 启动速度协商
    9.     SuperSpeed 信号完整性难题
  7.   USB Type-C® 的信号多路复用
    1.     USB-C USB 2.0
    2.     USB-C USB 3
    3.     USB PD DisplayPort™ 交替模式多路复用
    4.     DisplayPort 源设备 (DFP_D) 引脚分配 C
    5.     DisplayPort 源设备 (DFP_D) 引脚分配 D
    6.     DisplayPort 源设备 (DFP_D) 引脚分配 E
    7.     DisplayPort 接收端设备 (UFP_D) 引脚分配 C
    8.     DisplayPort 接收端设备 (UFP_D) 引脚分配 D
    9.     DisplayPort 接收端设备 (UFP_D) 引脚分配 E
  8.   USB4
    1.     USB4 概述
    2.     USB4 发现和进入流程
    3.     USB4 系统
    4.     边带通信
    5.     USB4 通道和数据速率
    6.     损耗预算
    7.     通过 SBU1 和 SBU2 支持 DisplayPort 交替模式和 USB4
  9.   eUSB2 简介
    1.     摘要
    2.     eUSB2 概述
    3.     eUSB2 模式
    4.     其他特性
  10.   扩展功率范围 (EPR)
    1.     摘要
    2.     什么是 EPR?
    3.     技术规格
    4.     安全影响 >100W
    5.     处理与 TI PD 控制器的功率协商
    6.     结语
  11.   USB Type-C® 和 USB 电力输送常见用例和方框图
    1.     5V USB-C 仅供电方端口(无 USB PD)
    2.     基本功能块
    3.     具有 USB 3.0 数据功能的 5V USB-C 仅供电方端口(无 USB PD)
    4.     5V USB-C 仅受电方端口(无 USB PD)
    5.     5V USB-C DRP(无 USB PD)
    6.     具有 USB PD 的 20V USB-C 仅供电方端口
    7.     具有 USB PD 的 20V USB-C 仅受电方端口
    8.     具有 USB PD 和 DisplayPort™ 交替模式的 5V 供电方、20V 受电方 USB-C 端口
    9.     具有 USB PD 和电池充电器的 20V
  12.   终端设备特定方框图
    1.     摘要
    2.     笔记本电脑和工业 PC
    3.     扩展坞
    4.     Bluetooth® 扬声器
    5.     Wi-Fi® 路由器和智能扬声器
    6.     电动工具
  13.   TI PD 控制器的优势
    1.     摘要
    2.     针对常见设计挑战的 TI 解决方案
      1.      TI 提供高度集成的解决方案
      2.      TI 提供简单的配置工具
      3.      TI 产品经过严格验证并已获得 USB-IF 认证
    3.     使用 TI PD 控制器的其他优势
      1.      TI 提供完整的参考设计
      2.      TI 提供出色的客户支持
      3.      结语

VCONN 和消息类型

建立标准 USB-C 合约后,CC 线路可以用于发送和接收 USB PD 消息来与连接的设备进行通信。如果电流大于 3A、数据速率达到 USB 3.0,或者使用 DisplayPort™或 Thunderbolt 交替模式,CC 线路还可以通过 VCONN(另一条 CC 线路)为带有电子标记的电缆或有源电缆供电。

CC 消息有三种不同类型:起始数据包 (SOP)、SOP' 和 SOP"。消息类型指示消息要发送到的设备:

  • SOP 消息通过电缆从一个 USB PD 控制器发送到另一个 USB PD 控制器。
  • SOP' 消息发送到与消息发送端口所连的电缆末端的电子标记。
  • SOP" 消息发送到与消息发送端口相对的电缆末端的电子标记。

图 12 突出显示了 DFP 或供电方 USB PD 控制器发送 SOP、SOP' 和 SOP" 消息的具体位置。在本章中,我们将重点介绍从一个 USB 控制器到另一个 PD 控制器的标准 SOP 消息传递,因为大多数协商都是在这个过程中发生的。与电缆两端的电子标号进行通信通常只是用于检查兼容性,以确定电缆的功能。

 SOP、SOP' 和 SOP" 消息图 12 SOP、SOP' 和 SOP" 消息

现在,您已经知道信号如何在 CC 线路上传输,以及如何识别哪个设备正在发送消息,接下来我们来了解一下消息类型及其用途。USB PD 消息主要分为三类:控制消息、数据消息和扩展消息。

控制消息较短,用于管理端口伙伴之间的消息流,或用于交换不需要额外数据的消息。控制消息的长度为 16 位。表 3 展示了控制消息类型的完整列表。

表 3 控制消息类型
消息类型 发送者
GoodCRC 供电方、受电方或电缆插头
GotoMin 仅供电方
接受 供电方、受电方或电缆插头
拒绝 供电方、受电方或电缆插头
Ping 仅供电方
PS_RDY 供电方或受电方
Get_Source_Cap 受电方或双角色电源 (DRP)
Get_Sink_Cap 供电方或 DRP
DR_Swap 供电方或受电方
PR_Swap 供电方或受电方
VCONN_Swap 供电方或受电方
等待 供电方或受电方
Soft_Reset 供电方或受电方
Data_Reset 供电方或受电方
Data_Reset_Complete 供电方或受电方
Not_Supported 供电方、受电方或电缆插头
Get_Source_Cap_Extended 受电方或 DRP
Get_Status 供电方或受电方
FR_Swap 受电方
Get_PPS_Status 受电方
Get_Country_Codes 供电方或受电方
Get_Sink_Cap_Extended 供电方或 DRP
Get_Source_Info 受电方或 DRP
Get_Revision 供电方或受电方

数据消息用于在一对端口伙伴之间交换信息。数据消息的长度从 48 位到 240 位不等。数据消息包括三种类型:

  • 这类消息用于展示功能和协商功率。
  • 这类消息用于内置自检 (BIST)。
  • 这类消息由供应商定义。

表 4 展示了数据消息类型的完整列表。

表 4 数据消息类型
消息类型 发送者
Source_Capabilities 供电方或 DRP
Request 仅受电方
BIST 测试仪、供电方或受电方
Sink_Capabilities 受电方或 DRP
Battery_Status 供电方或受电方
警报 供电方或受电方
Get_Country_Info 供电方或受电方
Enter_USB DFP
EPR_Request 受电方
EPR_Mode 供电方或受电方
Source_Info 供电方
Revision 供电方、受电方或电缆插头
Vendor_Defined 供电方、受电方或电缆插头

与数据消息一样,扩展消息也用于在一对端口伙伴之间交换信息。扩展消息有几种类型:

  • 这类消息用于获取供电方和电池信息。
  • 这类消息用于确保安全。
  • 这类消息用于固件更新。
  • 这类消息由供应商定义。

表 5 展示了扩展消息类型的完整列表。

表 5 扩展消息类型
消息类型 发送者
Source_Capabilities_Extended 供电方或 DRP
Status 供电方、受电方或电缆插头
Get_Battery_Cap 供电方或受电方
Get_Battery_Status 供电方或受电方
Battery_Capabilities 供电方或受电方
Get_Manufacturer_Info 供电方或受电方
Manufacturer_Info 供电方、受电方或电缆插头
Security_Request 供电方或受电方
Security_Response 供电方、受电方或电缆插头
Firmware_Update_Request 供电方或受电方
Firmware_Update_Response 供电方、受电方或电缆插头
PPS_Status 供电方
Country_Info 供电方或受电方
Country_Codes 供电方或受电方
Sink_Capabilities_Extended 受电方或 DRP
Extended_Control 供电方或受电方
EPR_Source_Capabilities 供电方或 DRP
EPR_Sink_Capabilities 受电方或 DRP
Vendor_Defined_Extended 供电方、受电方或电缆插头

有关每种消息类型的详细说明,请参阅 USB PD 规范。