USB TYPE C PD芯片设计电路

【实例简介】
USB TYPE C PD芯片设计电路，主要是USB常规输出5V，添加PD芯片通讯后输出12V 20V电压。
CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 型插座插头接口 图和图中分别显示的是 型插座和插头信号。表和表分别汇总了在 型插座和插头上所使用的 信号列表。 表 型插座信号 信号组 信号 说明 超速串行数据接口定义了微分传送对和微分接收对。 在 插痉上,定义了两组超速信号引脚,用于使能插头翻转功能。 串行数据接口定义∫微分对。在 插座上定义∫两组 信 号引脚,用于使能插头翻转功能。 配置通道 通过该插座中的通道可以检测信号方向和通道配置 辅助信号 边带使用 线缆总线电源 电源 线缆返回电流路径 表 型插头信号 信号组 信号 说明 超速串行数据接口定义了微分传送对和微分接收对 在 插痉上,定义了两组超速信号引脚,用于使能插头翻转功能 串行数据接口定义了微分对。在 插座上定义了两组 信 号引脚,用于使能插头翻转功能。 配置通道 该插头中的用于连接检测和接∏配置 辅助信号 边带使用 线缆总线电源 电源 型线缆插头电源 线缆返回电流路径 如图所示,插座信号传送 (和对)和 (和D-)数据总线、电源()、接地()、 配置通道信号 和)以及两个边带使用()信号引脚。该布局中的两组数据总线信号位置支持信号映 射。该操作完全独立于插座中插头的方向 图 型插座接口(止面视图) USB 3.0 Type-C Receptacle GND TX1p TXin Veus CC1 Dp1 Dn1 SBU1 VBus RX2n RX2p GND 2.5mm GND RX1p RX1n VBus SBU2 Dn2 Dp2 CC2 VEus TX2n TX2p GND 图描述的是 型插头信号。只有一个引脚通过该线缆被连接,用于确定信号方向;另一个引脚则作为 ,用于为 型插头中的电子设备供电 文档编号 版本 CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 型插头接口(正面视图 USB3.0 Type-C Plug L1匚 GND RX2p RX2n VEuB SBU1 Dn Dp CC Vae TXin TX1p GND 2.4mm GND TX2p TX2n VerB VO SBU2 Veu- RXInRX1D GND 【[[ 型下行方向端口()在它的引脚(和 上提供了终端,而 型上行方向端口()在它 的引脚上提供的是终端,如图所示。与连接中的数据流相关的通常为主机(如连接至器件的或集线器) 上的各个端口。在初始状态下, 和 提供源电流。另外, 是同主机相连的一个器件或某个集线器上的 个端口。在初始状态下, 为 提供灌电流。 型连接方向检测 DEP monitors for UHP monitors for connection orientation Cable Rd DEP monitors for UFP man itars for connection rientation 这些线缆在 引脚上提供了终端,如图所示。引脚上的和终端将检测连接事件并识别线缆的方向。 控制两个引脚的电压小于其自身的无端接电压值,用以检测连接事件 由于能够检测终止 型插座的引脚(或),因此可以确认四个线缆方向中的一个,如图 和表中所示。可以使用该方向来控制功能切换(),使其适合路由超速信号对(不管线缆方向如何) 同样,可以控制功能切换,从而适合路由它的超速信号对,如图所示ε建立连接和方向后,会重新分配 或引脚,以便選过插头的 引脚为线缆提供电源。请参考 型规范,深入了解 型连接和方向的检测 机 图 引脚确认插头方向 DEP UFP Orientation 1 Rd CC Logic, 5.1k CC Logic, VCONN Switch Switch Rp 图像源 型规范 文档编号 版本 CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 表线缆方向 Wiring Map‖Puq# Plug #2 Cable Configuration Diagram Line Style Orientation Confiquration Configuration Orientation 1 Upside Up(1) Upside Up(1) Un-flipped, Straight Through Blue, Solid Orientation 2 Upside Up(1) Upside Down(2 n-flipped, Twisted ThroughRed,Solid Orientation 3 Upside Down(2) Upside Down(2)Flipped, Straight Through Red, Dotted Orientation 4 Upside Down(2) Upside Up(1) Flipped, Twisted Through Blue, Dotted 对于和,请参考图 图线缆翻转扭成一束 对于 ,只有一组 信号(和)在 型线缆中得到实现 信号在 型规范支持的备用 模式下使用,该模式使能 型信号的多项功能作为备用(如 )。例如,在 用程序中, 线用于视频传输而线则用于音频传输。请参考附录,了解配件线缆中备用模式的可能应用。更多有关备用模式的详细信 息,请参考 型规范中介绍的内容。 型线缆部分 下面的 型线缆由 型规范定义 全功能 型线缆是一种支持 和 数据操作的 到 平的线缆。该线缆也包含 连线 两端带有 型插头的 线缆,用于 应用 一端带有全功能 插头或 型插头的捕获线缆 表根据线缆的电子标记列出∫各种 型标准线缆。 表 型标准线缆集合 插头 插头 版本电流额定值 电子标记 可选 型 支持 小要 必要 型 支持 必要 文档编号 版本 CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 如表所示,全功能线缆或电流额定值大于的线缆必须为电子标记线缆。电子标记是电流为的 线缆可选条件, 但它是电流为的 电缆的必要条什。 型规范也定义了各种 型连接到传统线缆以及适配器组合,具体如下所示: 插头)连接到传统主机线缆(标准插头) 插头)连接到传统器件线缆(标准插头) 型( 插头)连接到传统 器件线缆( 插头) 型( 插头)连接到传统标准适配器(标准插座) 型( 插头)连接到传统 适配器( 插座) 更多有关信息,请参考 型规范。 电源供应 供电()是新的标准,它将的电源供应从提升到 (电压电流值可达 )。使用 供电时,电源方向不再固定:主机和器件都可以提烘电源( 型端凵通过 提供源电流)或电源消耗者( 型 端口通过 提供灌电流)。例如,监控器可以由墙式充电器供电,然后它依次给笔记本电胶和硬盘驱动器供电,如图所 图 个桌面用电源适配器 Power Graphics U Power 规范在单线缆上提供史灵活的电源供应和薮据,而不需要器件驱动器。它能够尽可能的减少浪费,因为它作为充电器件 标准(这些器件不满足电池充电规范版本的要求)。该标准目的是为了增加充电器的重新使用,减少电子垃圾 除提供办调电源杋制外,还可以使用该规范自定义线缆应用所需要的标准和供应商定义信息。另外,它还使能了线缆功能检测, 如所支持的速度和电流级别。 规范版本提供了通过总线的线来协调电源的方法(在上使用 进行调制)。 规范 版本提供了在上使用供电协议信息的方法。 供电规范遵循以下原则 同传统的器件运行顺畅 与现有的标准线缆相兼容 尽量减少不兼容线缆引起的潜在损坏 绎过优化得到低成本实现 更多有关信息,请参考 规范。 文档编号 版本 CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 中的 通信 供电通信以特殊符号序列(称为代码标记)开始,用以描绘数据包的起始位置。代码是线编码方案提供的特殊符号, 在通信中用于描绘数据包的范围。 除编码数据外,代码还用于特姝控制功能,如硬复位和线缆复位。表示序刎开始的特姝·代码序刎被定义为“数据包的开始” ()。三种序列被定义为 、SOP和 用于表示这三种序列。图定义并区分各数据包 数据包:以序列开始的所有供电数据包。端口搭档(和)之间的通信使用的是数据包。线缆插头 不会识别这些数据包。 ■soP数据包:以S○P序列开始的所有供电数据包,用于同线缆插头进行通信。SOP数据包由附带的线缆插头(图 中带S○P'标记的线缆插头)中的电子设备识别,不能由其他线缆插头或中的端口搭档识别。 soP'数据包:以SoP'序列开始的所有供电数据包用于同线缆插头进行通信(SOP'数据包与其他线缆插头进行通信)。 soP”数据包只能由附带的线缆插头(图中带SOP"标记的线缆插头)中的电子设备识别,不能由附带的其他 线缆插头或中的端口搭档识别 注意:SoP's○P'通信中的“线缆插头”术语用于表小能够进行通信的线缆中的逻辑实体。不确定这些实体能被放置在该 物理插头内。 可以使用附带的线缆插头来响应SOP”数据包,但在 内 附带的线缆插头必须响应S○P'数据包。 图 通信 SOP' SOP SOP 通信在单线()上进行。因此必须办调 通信周期,以防止阻碍重要的通信。优先进行端口搭档(数据包) 之间的通信,以表示可中断线缆插头(SOP/SOP”数据包)的通信。更多有关信息,请参考 规 概况 是 型线缆控制器,它符合最新的 型和标准。 的主要特性包括: 使用符合工业标准的位 处理器和 闪存 它集成了一个单 型收发器、终端电阻(图中的 和)和系统级(接触放电和空气放 电) 提供 球型焊盘和 引脚封装中 为 型 提供」完整的单芯片硬件和固件解决方案 能够使用三种电源运行 和 两个 轨相互独立,从而形成隔离 夏多有关终端电阻的信息,请查看 型规范 文档编号 版本 CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 为无源线缆、主动线缆和电源配件提供了一个完整的 和供电端口控制解决方案。表显示的是各种应 用程序可用的器什。 表 产品选型 特性 应用 无源线缆 配件 主动线缆 封装 球型焊盘 引脚 球型焊盘 球型焊盘 上行方向端口()与线缆或收发器的外形一样 带有转接驱动器的电子标记线缆( ),用于驱动数据信号 更多有关信息,请参考 数据手册。 应用 所有全功能 型线缆均被电子标记。这种线缆包含了要求 作为线缆电源的电子设备。本应用提供的方法用 于确认线缆的特性,如它的载流能力、性能和供应商标识( 型线缆功能) 该线缆的特性包括: ■产品类型,如无源线缆、主动线缆和备用模式适配器 供应商分配的线缆硬什和固件版本 型线缆的其他端:指出该线缆是 型到 型到传统线缆还是 型到插座等 线缆延迟:指出线缆的延迟 电流处理能力( 或) soP控制器是否存在:指出是否使能∫该线缆,便于使电子设备可以在该线缆的端上对SOP"作岀响应 超速信号支持:指出线缆中数据信号( 或 和 )支持的速度 请参考 规 的类型如下所示: 无源 :一个 不会修改数据信号 主动:带有其他电子设备的,用于驱动数据信号(如驱动器),从而允许实现更长的线缆 配件:一个与线缆或收发器的外形一样 无论通过线缆是否扩展了 迕线,都可以实现 线缆。 连线通过线缆扩展的 线缆要用到隔离元素。 参考每根线缆上都带有 的无源 。这些隔离元素可防止 在线缆的两端来回移动。对于 连线没 有通过线缆扩展的 线缆,线缆的每一端都需要一个S○P'元素。参考每个线缆插头上都带有一个 的无源 (每根线缆带有两个心片)一仅对 数据包作出响应了解更多信息。在这种情况下,不需要任何隔离元素。 应用的某些重要应用级要求如下: ■支持 协议,如 规范所定义的内容 支持SOP和SOP”,如 规范所定义的內容 在 上支持电阻 ■通过 为芯片供电的能力 ■两个 引脚( 和 间的离 开电阻节省电源的能力 文档编号 版本 CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 和 引脚上的集成系统级保护 集成 支持通过进行固件更新 线缆认证使用了一个安全夕部 无源 应用中的 用于电子标记线缆。节介绍了无源 的两个典型应用。(其他应用在附录中进行介绍)。在每个 应用月中 和相关电路被集成到线缆(被称为“插头”)的一端或两端(请参考图)。在每个插头外壳或模」内,芯片被 组装到被称为“焊盘板”的 上。每个 至少包含一个插头和一个 ,它通过对主机中的标识指令作出 响应。 图 插头外壳 本节介绍的两个示例显示的是无源 中的 应用。在介绍无源 应用的 ,先介绍 电源子系统。 这样有助于加深对 信号处理的了解。 电源子系统 可以使用这三种电源中的一种运行: 或 引脚能够连接到 型线缆系统屮的 引脚。这些输入支持在到的电压范围 内运行。 和 引脚间的内部隔离使这两个引肤能够同时在不同的电压下进行操作,如图所示。这些内部二 极管作为隔离元素使用,从而可以实现 连线通过线缆扩展的解决方案 当 电源引脚为 供电时, 的电压工作范围为 到在该模式下进行操作时,在系统中不能连接 在 引脚作为供电电源的应用中, 引脚可作为输出电压使用。 的内部缓冲区由 电源轨供电。一般情况下,该电源轨与线缆应用中的 短接。 更多有关电源子系统的信息,请参考数据手册 图 电源和旁路原理图 文档编号 版本 CYPRESS PERFORM 使用 PDTM CCG2设计 型线缆 每根线缆上都带有一个 的无源 在该 解决方案中,仅在一个插头上安装了一个 芯片。该解决方案要求单个 连线在整个线缆上运行,用于 为芯片供电(不管哪个插头连接着主机())。 图每根线缆上都带有一个 的无源 解决方案 在这种情况下, 只对SOP数据包做出响应。枚举线缆后,主机可能会关闭 电源。该应用的一个关键且独特的要 求是通过两个分开的 引脚为芯片供电的能力。 优点 在该解决方案中,线缆一端上仅需要一个 芯片 缺点: 该解决方案会增加连线成本(以便使 信号能在线缆上运行)。 图显示的是每根线缆上都带有一个 的无源 解决方案的枉图,图显示的便是该原理图。如图所示,线缆 一端上的 连接着 :另一端的 连接着 对于单芯片解决方案 封装的球型焊盘 封装的引郾却)必须被悬空,从而禁用SOP"响应。当悬空该 时 被配置为始终仅相应S○P'数据包。不会根据或的连接动态来确定S○P'/SOP数据包的响应。 将在单心片解决方案中(整个线缆只带有一个 心片)得到使用。根据线缆方向,该心片可以由 或 供电。不管线缆端如何, 都始终相应SOP数据包(无论它由 还是 供电) 文档编号 版本 【实例截图】
【核心代码】