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针对手机应用的USB Type-C：改变手机连接方式，怎么接都可以

已有 1109 次阅读2015-11-24 11:50 |系统分类:模拟技术| 手机应用

作者：Anwar Sadat

手机设计人员将会采用通用串行总线 (USB) Type-CTM 技术规格中所有可用的特性吗？也许不会。他们将会衡量这些选择对于总体产品成本的影响。与全新的USB Type-C接口一同提供的还有高度低于3mm、宽度少于8.4mm的超薄连接器，这使得它成为手机的理想选择。USB Type-C提供一个“可翻转”和双向的电缆插头组件。这个接口提供高达20Gbps的数据和视频传输速度，以及高达100W的电力传输能力。

图1：USB Type-C全功能电缆

USB Type-C接口使用通道配置 (CC) 功能，在一开始就支持USB 2.0和3.1数据，以及15W (5V, 3A) 充电。可选USB电力传输 (USB PD) 功能可实现诸如DisplayPort的视频端口，以及高达100W的充电功能 (20V, 5A)。

虽然USB如影随形 (OTG) 使得手机采用双重数据用途—一个主机或是一个客户端设备—USB Type-C引入了一个被称为双用途端口 (DRP) 的模式，这个模式使它能够具有数据和供电的双重用途。DRP表示将下行端口 (DFP) 用作USB主机和供电端，将上行端口 (UFP) 用作USB设备和耗电端。因此，具有DRP的手机在连接到笔记本电脑时由笔记本电脑供电，或者反过来也可以为连接的U盘供电；USB PD进一步实现了独立数据和供电用途，这样的话，一个上行数据端口能够供电，而一个下行数据端口可以接收电能。

就像我之前提到的那样，工程师必须决定，是否值得为不同的USB Type-C特性做出某些取舍，或者接受可能增加的成本。某些需要考虑的因素包括：

DRP与UFP相比较。虽然大多数移动平台将执行DRP，不过，为了简化实现方式，某些平台有可能只支持UFP。

USB 2.0与USB 3.1相比。一个典型的USB 2.0器具都将把D+和D-短接为残桩连接，从而免除了对于复用器 (mux) 的需要。选择USB 3.1将需要一个复用器来适应USB Type-C电缆/插头翻转的需要。对于手机来说，USB 2.0的数据传输速率（大约为400MB每秒的有效吞吐量）也许对于日常的使用需求已经足够了。

交替模式视频。除了针对视频的系统支持外，一个端口还需要USB PD设备和一个复杂的数据复用器，比如说交叉点开关，这样就增加了成本。根据系统设计的不同，还有可能需要额外的信号调节器。

15W与增强型电源相比。本身所具有的15W电源是USB Type-C CC功能的一部分，并且将不再需要任何额外设备；然而，不断增加的供电能力将需要一个USB PD器件，这也会增加成本。智能手机通常有一个大约6Wh的电池，使用USB Type-C在大约30分钟内可将电池充满。一个“平板手机”的充电时间大约为50分钟。比标准USB 2.0充电快6倍，比最快的USB电池充电 (BC) 1.2快1.5倍。

表1中列出的是针对不同系统实现方式的USB Type-C选项。

表1：具有自身CC控制的USB Type-C选项与具有USB-PD的比较

TI的TUSB320是一款针对手机的单芯片CC控制器解决方案，支持USB 2.0数据和15W电源。此器件提供诸如Try.SNK、音频/调试配件检测、电池无电支持和针对灵活系统实现方式的ID仿真等可选特性。需要注意的是，2个DRP被接在一起，从而形成了一个随机的供电方/耗电方的关系，除非通过使用Try.SNK特性，将手机设定为耗电方。Try.SNK特性可用来避免手机开始为笔记本电脑充电的情况发生。

如果你需要一个能够同时支持供电和数据传输的解决方案，那么TI的TUSB321 和HD3SS3212能够一起提供一个USB Type-C解决方案；这个解决方案提供针对数据传输的USB 3.1，以及针对供电的15W电源。TUSB321是一款具有VCONN电源输出的CC控制器（需要满足USB Type-C技术规格），以支持有源电缆。HD3SS3212是一个支持USB 3.1 Gen1和Gen2的USB超高速 (SuperSpeed) 复用器。