Type C应用优势及设计解决方案 - 全文

　　2015年3月，苹果的MacBook，谷歌的Chromebook ，2015年7月华硕平板ZenPad， 2015年9月Nexus 5X， 6P & Pixel C发布并使用Type C技术，除了这些之外诺基亚Z1，乐视手机和一加2手机也分别有Type C功能。 Type C的话题讨论日渐火热，这使得我们再次审视Type C的未。那么USB Type-C接口到底有什么好？

　　

　　那么USB Type-C接口到底有什么好？1.支持从正反两面均可插入的“正反插”功能； 2.最大数据传输速度达到 10Gbit/秒； 3.可承受1万次重覆插拔；4.纤薄设计； 5.USB Type C-C 接口插座端的尺寸约为 8.3mm×2.5mm； 6.配备 USB Type-C 连接器的标准规格连接线可通过 3A 电流，同时还支持超出现有 USB 供电能力的“USB PD”，可以提供最大 100W 的电力。

　　为什么要做USB-C接口？我们可以检视下现在的USB接口到底怎么了——USB是通用串行总线接口，通用这个词确实做到了，目前我们使用的外设中就属 USB设备最多最方便，但是随着USB接口更新换代，为了满足不同市场应用，USB接口也衍生出了Type-A、Type-B接口，这两种接口还有标准型、Mirco（硬盘底座很多是micro-B接口）及mini（智能手机、平板用的最多）这样的子分类，更坑爹的是USB 2.0及USB 3.0的mini、Mirco接口根本不通用。现在已经是USB 3.1时代了，如果再继续这样的态势，估计又要弄出新的接口了，这可愧对通用接口之名了。

　　

　　总结以上，Type C确实有很多的优势，这个趋势是有理有据的，那我们就来看看市场，看看市场会怎样接受Type C。根据不同行业我粗糙的总结了： 最先最快登入的应该是 a.手机；b.笔记本NB；c.充电宝；d.充电器（旅充，车充）；e.手持，小型化设备（POS，无人机等）

　　·选择他们的原因是有这样几点：1.有快捷传输信息需求；2.体积有小型化需求；3.充电速度有要求。4.市场量大，利于Tpye C经济链的发展。

　　·现在市场已经开始渗入，网上专家预测2016将是一个起量，普及期。

　　·如果就搞个Type C标准接口，先不追求USB3.1，这样设计简单成本低，比如手机要是改为USB Type-C USB2.0接口的话，只需要重做线缆，不用芯片，成本很小。

　　Tpye C要是发展顺利，以下市场也会普及： a.高端照明DC to DC ；b.投影仪；c.安防；d.网通；e.工业；f.医疗；g.机顶盒。

　　选择他们原因是1.Type C最大支持100W输出，在一些接口功率足够支持应用。2.这些行业需要标准化，节约成本。3.需求传递速率快，可靠性要求强。

　　·Type C设计上各家芯片公司都提供了很多方案，但在防护方面很多留给了客户自己选择，这方面我可以重点聊聊，说起防护，无非就是过压过流防护。

　　过压防护，Type C的信号线有很多，都需要做静电防护，USB Type-C为了保证正反都可以插就用了两组，但实际上数据传输还是只用了一组RX/TX，速度就已经达到10Gb了。如果后面升级协议，两组都传的话就和DisplayPort一样20Gb了。所以未来趋势ESD的容值要求更低了（＜0.1pF）

　　信号线传输速率和AEM推荐容值总结：

　　

　　过流防护，在Type C前端一般设计会加power switch，所以一部分USB2.0不加fuse。但是由于Type C的电流很大，负载的功率较大，异常带来的冲击能量是破坏性的。所以power switch不能完全cover接口安全性的问题了，这就需要做过流防护。

　　

　　Type C电源和地各有4个，所以可以支持到100W。P.S. 到自己车载车充口查看，发现可以支持180W，所以车充以后做type C NB充电应用是有前景的。 如下图。USB Type-C支持20V/5A，是需要另外加支持USB PD的芯片，所以USB Type-C接口不一定有20V/5A功能。

　　

　　当然，type C的功能在pin脚定义上也可以看出，比如有pin脚TX/RX两组差分信号，CC1和CC2是两个关键引脚，作用是探测连接，区分正反面，区分DFP （Downstream Facing Port）和UFP （Upstream Facing Port） ，配置Vbus （USB Type-C和USB Power Delivery两种模式），配置Vconn（当线缆里有芯片的时候，一个cc传输信号，一个cc变成供电Vconn ），配置其他模式（如接音频配件时， DisplayPort ，pcie总线）。

　　DFP （Downstream Facing Port）也就是主，UFP （Upstream Facing Port）为从。除了DFP、UFP，还有个DRP （Dual Role port），DRP可以做DFP也可以做UFP。当DPR接到UFP，DRP转化为DFP。当DRP接到DFP，DRP转化为UFP。两个DRP接在一起，这时就是任意一方为DFP，另一方为UFP。

　　所以市场上很多小伙伴反映Nexus 6P通过type C连接到Nexus 5x的type C，居然可以执行6p到5x的充电，就是基于以上的原理。

　　各大厂商的USB Type-C解决方案：

　　Mouser备货Amphenol Commercial 高性能USB Type-C连接器

　　贸泽电子（Mouser Electronics） 开始分销Amphenol Commercial Products的USB Type-C™连接器。该系列连接器为新兴产品设计量身打造，完全兼容USB Type-C规范，并可满足未来的USB性能需求。Amphenol Commercial USB Type-C插头和插座尺寸很小，非常适合智能手机、平板电脑和其他移动设备设计，同时还可满足便携式电脑的优异性能要求。

　　

　　恩智浦全新TrEOS系列为Type-C等超高速接口应用提供业界最佳ESD保护

　　安全连结解决方案的全球领先者恩智浦半导体（NXP Semiconductors N.V.）（纳斯达克：NXPI）宣布推出全新TrEOS保护系列产品，该产品系列集超低容值、低钳位电压、超强ESD抗打击及防浪涌能力能力于一身，这三大关键能力参数在工作时同时呈现最优指标，目前在业界尚属首次，因此特别适用于包括USB Type-C在内的超高速传输接口，为其应用提供最全面的ESD保护。

　　产品主要特性：

　　· 超低容值Cd：应用低至0.10 pF（典型值）的超低电容，信号完整性可达到超高速10 Gbps标准；

　　· 低钳位电压Vcl：低至0.10Ω（典型值）的超低动态电阻，用于极低钳位电压保护敏感SoC；

　　· 强ESD抗打击能力VESD和防浪涌能力Ippm： 高ESD耐用性可达20 kV接触放电，高于IEC 61000-4-2第4级保护要求，高抗浪涌性Ippm可达9 A（8/20 μs脉冲IEC61000-4-5）。

　　

　　ROHM开发出USB Type-C Power Delivery控制器IC

　　全球知名半导体制造商ROHM开发出在连接信息设备与周边设备的USB Type-C连接器*1）中实现“USB Power Delivery（以下称“USBPD”）”的供受电控制器IC“BM92TxxMWV系列”。

　　“BM92TxxMWV系列”支持最新的USB Type-C标准Rev1.1和USBPD标准Rev2.0，在以往仅可支持7.5W以内供电的USB　Type-C设备间，可实现高达100W（20V / 5A）的供受电。因此，即使是笔记本电脑和TV等需要较大功率的设备，也可通过USB端子供电来驱动。同时，在智能手机和平板电脑等USB端子的传统用途中，还可实现比以往高约4倍以上的快速充电。

　　

　　另外，还支持可通过USB通信信号线传输视频信号的Alternate-Mode控制，且无需视频专用端口，因此可在供电的同时传输视频信号等，非常有助于构筑更加便利的环境。

　　最后介绍下type C layout VIA方案的设计建议：

　　

　　AEM在USB PD 2.0---NB Type C应用

　　

　　AEM在网通，交换机Type C应用

　　

　　AEM在充电器Type C应用

　　

　　AEM在移动电源充电宝Type C应用