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关于USB Type-C以及TUSB320的一些疑问 [复制链接]

 
本帖最后由 qiushenghua 于 2015-11-16 17:55 编辑

之前在《【USB Type-C系列】读博文,初试USB Type-C接口》中有提到,要找个机会试试TI的USB Type-C接口芯片TUSB320
最近阅读了这颗芯片的datasheet,发现某些事情不如想象中这么简单,感觉对于Type-C接口特别是CC接口还有很多疑惑,特地在此提出供大家讨论。

首先,是关于Type-C的公母座的问题,举个例子来说,U盘可能用公头(插头),便于直接插在PC机的接口上,但是移动硬盘很可能用母座(插座),便于使用线缆连接PC机。既然都是USB接口的储存设备,为何可以用公头也能用母座?这是随意选择的还是有一定的规范要求?

接下来,就是CC引脚何时出现的问题。我们知道,在USB2.0规范中是不存在CC引脚的,那么CC引脚是在USB3.1下才出现还是在Type-C中才出现。不明确这一点的话很难向前兼容旧设备。

另外,关于CC引脚的定义,我们可以认为是对连接线两端设备主从角色的仲裁,如果仅仅是主机或者从机还好办,否则仲裁的依据是什么也很成问题。
——由于连接件的公母已经不能代表主从结构了,那么如果有人将两个DFP设备连在了一起,那么谁将就一下来做从机呢?
如果有人将两个UFP设备连在了一起,那么谁有资格做主机呢?
再退一步,即便是两个DRP设备连在一起,它们之间的角色也不一定是固定的,可能随时切换主从状态。
这或许是为了便于设备与设备之间的通信,比如两台手机之间在无PC的状态下通信,但是旧的USB方案是通过线缆的连接方式来判定一端为主机一端为从机的,使用CC引脚之后,双方能改变工作状态,这是一大进步,但是初始状态谁主谁从尚不能确定,这不一定是我们期望的工作模式。

说完CC脚,再说PD接口,根据PD接口定义,Type-C接口最高能够提供100W也就是20V5A的电流。姑且不说这5A的电流在线缆中将产生多少的热量,单是这20V的电压就能让很多器件吃不消。有没有什么办法保证受电设备的安全,这是一个值得探讨的问题。

上面这些是关于Type-C协议自身的,再来看看TUSB320这颗芯片。从datasheet中我们可以看到,这颗芯片有I2C和GPIO两种工作模式,那么能否不选择这两种工作模式中的任意一种呢?举个例子来说,从我发的上一篇文章来看,我将U盘迁移到了Type-C下面。那么借用这颗芯片有没有可能将一台具备OTG功能的智能手机迁移过来呢?我们知道,大多数OTG手机使用Micro的第4Pin也就是ID引脚来判断主从状态。如果线缆的ID引脚与GND短接,说明这一条是数据传输线缆,手机工作在Device模式。如果线缆的ID引脚悬空,那么该脚会被手机内部电路拉至高电平,此时线缆是一条OTG线缆,手机工作在Host模式。

通过Datasheet我们发现,TUSB320这颗芯片也有ID引脚,并且其定义与Micro接口的ID引脚定义一致。那么我们能否通过CC管脚上信号的协商来在ID管脚输出相应电平,实现手机的角色转换呢
其实这个问题问的是CC脚的仲裁依据是什么,是先有CC脚上的仲裁还是先有ID脚上的工作模式。这是一个基本的概念,即便是TUSB320这颗芯片需要先配置再使用,那么配置寄存器的依据又是什么,怎么知道设备该工作在什么模式下面?

要想玩转USB Type-C,绝对不仅仅是换个接口就行的,在这里顺便转载一份资料供参考:USB3.1的协议栈全文(原文)
usb_31_072715.part1.rar (30 MB, 下载次数: 552)
usb_31_072715.part2.rar (25.33 MB, 下载次数: 519)


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2.3 Configuration Process
The USB Type-C receptacle, plug and cable solution incorporates a configuration process to detect a downstream facing port to upstream facing port (DFP-to-UFP) connection for VBUS management and host-to-device connected relationship determination.
The configuration process is used for the following:
 DFP-to-UFP attach/detach detection
 Plug orientation/cable twist detection
 Initial DFP-to-UFP (host-to-device) and power relationships detection
 USB Type-C VBUS current detection and usage
 USB PD communication
 Discovery and configuration of functional extensions
Two pins on the USB Type-C receptacle, CC1 and CC2, are used for this purpose. Within a standard USB Type-C cable, only a single CC pin position within each plug of the cable is connected through the cable.
2.3.1 DFP-to-UFP Attach/Detach Detection
Initially, DFP-to-UFP attach is detected by a host or hub port (DFP) when one of the CC pins at its USB Type-C receptacle senses a specified resistance to GND. Subsequently, DFP-to-UFP detach is detected when the CC pin that was terminated at its USB Type-C receptacle is no longer terminated to GND.
Power is not applied to the USB Type-C host or hub receptacle (VBUS or VCONN) until the DFP detects the presence of an attached device (UFP) port. When a DFP-to-UFP attach is detected, the DFP is expected to enable power to the receptacle and proceed to normal USB operation with the attached device. When a DFP-to-UFP detach is detected, the port sourcing VBUS removes power.
2.3.2 Plug Orientation/Cable Twist Detection
The USB Type-C plug can be inserted into a receptacle in either one of two orientations, therefore the CC pins enable a method for detecting plug orientation in order to determine which SuperSpeed USB data signal pairs are functionally connected through the cable. This allows for signal routing, if needed, within a DFP or UFP to be established for a successful connection.
2.3.3 Initial DFP-to-UFP (host-to-device) and Power Relationships Detection
Unlike existing USB Type-A and Type-B receptacles and plugs, the mechanical characteristics of the USB Type-C receptacle and plug do not inherently establish the relationship of USB host and device ports. The CC pins on the receptacle also serve to establish an initial DFP-to-UFP and power relationships prior to the normal USB enumeration process.
For the purpose of defining how the CC pins are used to establish the initial DFP-to-UFP relationship, the following port behavior modes are defined.
1. Host-only – for this mode, the port exclusively behaves as a DFP
2. Device-only – for this mode, the port exclusively behaves as a UFP
3. Dual-role – for this mode, the port can behave either as a DFP or UFP
The host-only and device-only ports behaviorally map to traditional USB host ports and USB device ports, respectively. When a host-only port is attached to a device-only port, the behavior from the user’s perspective follows the traditional USB host-to-device port model. However, the USB Type-C connector solution does not physically prevent host-to-host or device-to-device connections. In this case, the resulting host-to-host or device-to-device connection results in a safe but non-functional situation.
Initially, the DFP sources VBUS and the UFP sinks VBUS. USB PD may then be used to independently swap both the data and power roles of the ports.
USB hubs have two types of ports, a single UFP that is connected up to a host or another hub and one or more DFPs for connecting other devices.
A port that supports dual-role operation by being able to shift to the appropriate connected mode when attached to either a host-only or device-only port is a DRP. In the special case of a DRP being attached to another DRP, an initialization protocol across the CC pins is used to establish the initial host-to-device relationship, and in this case, the determination of which is DFP or UFP is random from the user’s perspective.
Two methods are defined to allow a USB Type-C DRP to functionally swap data roles, one managed using USB PD DR_Swap and the other emulating a disconnect/reconnect sequence (see Figure 4-16). As an alternative to role swapping, a USB Type-C DRP may provide useful functionality by when operating as a host, exposing a CDC/network (preferably TCP/IP) stack or when operating as a device, exposing a CDC/network interface.

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谢谢分享!学习了。  详情 回复 发表于 2016-5-13 10:01
这个回复价值10个E金币,已经让管理员安排转账[attachimg]221750[/attachimg]  详情 回复 发表于 2015-11-19 11:18
个人签名虾扯蛋,蛋扯虾,虾扯蛋扯虾
 
 
 

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挤挤,不懂帮顶  详情 回复 发表于 2015-11-19 11:23
挤挤,帮顶  详情 回复 发表于 2015-11-16 19:12
个人签名作为一个水军,就是尽量的多回帖,因为懂的技术少,所以回帖水分大,见谅!
EEWORLD开发板置换群:309018200,——电工们免费装β的天堂,商家勿入!加群暗号:喵
 
 
 

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个人签名作为一个菜逼,干货并没有多少。唯一会的就是水,所以回帖水分大。望见谅!
 
 
 

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我顶~
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芯币是eeworld
帖子是自己的
缴币不水
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So TM what......?

 

 
 

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挤挤,帮顶
 
 
 

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帮顶的一大堆嘛
 
 
 

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呵呵,前几天看到楼主的作品了呢。很用心的作品,不过也感谢楼主这么有心的资料。50芯币就收下了。
 
 
 

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我这手机的type-C还是usb2.0,仅仅方便插拔而已
 
 
 

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新东西要早接触多学习。学习了。谢谢啊
 
 
 

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乐1S的用的是这种接口
 
 
 

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还没到type-c普及的时候啊                                                                           
 
 
 

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