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手机如何边实现RJ45有线上网+充电?

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ZenasLDR|  楼主 | 2022-12-14 09:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
随着Type-C接口的普及,生活上使用的设备产品越来越多开始采用Type-C接口,接口的统一不仅给我们带来了一线通的方便,而且节省了资源,有益于环保。
下面我们进入正题,读者一看到手机边上网边充电可能有点诧异,这不是手机都行的吗?不过今天要聊的是有线上网,在一些特殊的职业需要网络稳定不能掉包,比如直播行业,那首选当然还是使用网线直连手机,不仅可以保证稳定,而且接上千兆网口传输速度也很快。
转接器.png
不过在使用的过程中,传统的转接器只能Type-C转接RJ45网口,而手机只有一个接口,这就导致网线直连手机的时候无法充电,而直播行业又需要长时间开启手机,使用时候耗电速度惊人,国内厂商为了解决这个痛点,在传统网线转接器的基础上加入了充电接口,很好的解决了耗电太快的问题。
转接器2.png
接下来我们看看是如何实现的,首先我们要知道数据和供电是两个角色,数据和供电都有主从关系。就拿手机的Type-C接口来说,接口里搭载的PD协议里定义了 Data Role 和 Power Role 。
在USB2.0端口的Data Role里,USB根据数据传输的方向定义了HOST/Device/OTG三种角色,其中OTG即可作为HOST,也可作为Device,在Type-C中,也有类似的定义,只是名字有了些许修改。
1.DFP(Downstream Facing Port):
下行端口,可以理解为Host或者是HUB,DFP提供VBUS、VCONN,可以接收数据。在协议规范中DFP特指数据的下行传输,笼统意义上指的是数据下行和对外提供电源的设备。
2.UFP(Upstream Facing Port):
上行端口,可以理解为Device,UFP从VBUS中取电,并可提供数据。典型设备是U盘,移动硬盘。
3.DRP(Dual Role Port):
请注意DRP分为DRD(Dual Role Data)/DRP(Dual Role Power)双角色端口,类似于以前的OTG,DRP既可以做DFP(Host),也可以做UFP(Device),也可以在DFP与UFP间动态切换。典型的DRP设备是笔记本电脑。设备刚连接时作为哪一种角色,由端口的Power Role(参考后面的介绍)决定;后续也可以通过switch过程更改(如果支持USB PD协议的话)。
而在Type-C的Power Role里,同样根据USB PORT的供电(或者受电)情况,USB Type-C将port划分为Source、Sink等power角色
DRP.png
再回到实际应用中,正常来说Power Role和Data Role都是同步的,比如手机连接U盘的时候,手机的Power Role是DFP,Data Role也是做host;当手机连接笔记本,手机的Power Role是UFP,Data Role也是做device。如果要让手机Power Role做UFP,Data Role做host就需要用到PD协议芯片切换。
PCB.jpg
测试的是乐得瑞科技推出的PD协议芯片LDR6028,我们看看是如何实现边充电边传输数据?
LDR6028脚位图.png
手机和PD协议芯片LDR6028都属于DRP,都是双角色端口。想实现边充电边传输数据的状态,需要LDR6028跟手机进行PD协议沟通切换Power Role和Data Role。切换成功后的状态,手机的Data Role是做DFP(Host 主机),Power Role是做Sink(UFP 受电方)。
1.png
在没做角色切换之前,sink(受电方)只能是UFP(从机),source(供电方)只能是DFP(主机),例如手机接U盘的时候,手机作为source(供电方),U盘作为sink(受电方),所以手机会放电给U盘使用。
为了达到边充电边传输数据的状态,PD协议芯片LDR6028有两种做法:
1.PR_Swap(Power Role Swap 供电角色切换):
2.png
第一种是手机的数据角色保持不变,仅切换供电角色,就能实现手机边充电边传输数据,这种做法有个好处就是数据不用重连,连接听歌或者投屏的时候,插上充电数据不掉,体验非常好。
2.DR_Swap(Data Role Swap 数据角色切换):
3.png
第二种是手机的供电角色保持不变,仅切换数据角色,也可以实现手机边充电边传输数据,但是这种做法因为是切换数据角色,所以数据传输过程中会强制中断再重连,就像投屏的时候黑屏一下又恢复正常,体验并没那么好。
那么有人就会问了,都用第一种PR_Swap体验好不就行了,但是事实并没有那么简单,目前市面上的手机型号五花八门,而且不少手机的PD协议做的并不规范,在角色切换过程中出现的问题也千奇百怪,只用第一种PR_Swap可能会沟通失败,导致无法切换角色,所以退而求其次,想成功边充电边传输数据,有时候是不得不采用第二种DR_Swap的。
总结:
在这个科技急速发展的时代,手机的功能越来越强大,我们可以用手机连接各种外设实现不同的需求,比如连接显示器投屏,连接麦克风直播,连接VR眼镜等等,但手机只有一个Type-C接口,而连接外设的时候耗电速度太快,所以实现边充电边传输数据显得尤为重要。

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