Type-C接口中的CC逻辑芯片与E-Mark芯片详解

Type-C接口中的CC逻辑芯片与E-Mark芯片详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_40073649/article/details/141361617

USB4的普及加速了Type-C接口技术的发展，其中CC逻辑芯片和E-Mark芯片在高速信号传输和电源管理中扮演着关键角色。本文将深入解析Type-C接口中的CC引脚工作原理，以及CC逻辑芯片和E-Mark芯片的应用场景。

Type-C接口引脚定义

Type-C接口包含2个通道配置（Channel Configuration）信号引脚（CC1 & CC2），用于功能协商。这些信号不仅确定接口插入方向，还用于协商接口上的供电功能、替代模式和外设模式。

CC引脚功能详解

CC引脚通过电阻值来判断不同的功能：

• 在DFP的CC pin有上拉电阻Rp，在UFP有下拉电阻Rd。未连接时，DFP的VBUS是无输出的。连接后CC pin相连，DFP的CC pin会检测到UFP的下拉电阻Rd，说明连接上，DFP就打开Vbus电源开关，输出电源给UFP。
• 通过CC1和CC2上的电阻值（Rd/Ra）来判断不同的功能，如是否有负载接入、提供需要多的功能达到的电流、是否需要供电等信息。
• CC1和CC2都接下拉电阻Rd时，表示调试配件模式；
• CC1和CC2都接Ra时表示Audio Adapter Accessory模式
• CC1接Rd、CC2为NC时（或者反之），表示有负载接入；
• CC1接Ra，CC2为NC时（或者反之），表示供电接入接入，且未接负载（表示给Vconn供电，消耗给VBUS供电）；
• CC1接Rd、CC2接Ra时，表示有供电光纤接入点，连接并负载（给VBUS供电，同时CC2作为Vconn给线缆内部芯片供电5V，CC1传信号给UFP）；或者是UFP（上行端口） ，即从设备）接入（表示需要给VBUS供电）考虑

另外，对于需要电流输出能力的DFP方面，需要通过不同值的CC上拉电阻Rp来实现；对于UFP方面，需要检测CC管脚上的电压值来获取对方DFP的电流输出能力。

根据标准下拉电阻为Rd=5.1k，上拉电阻Rp为不确定的值。USB Type-C靠Rp的不同，从而在CC引脚检测到的电压差不多，来控制DFP供电模式。

如何评估设备是否需要CC逻辑芯片

• 所有全功能的Type-C电缆都应该封装有E-Marker：封装有E-Marker芯片的USB Type-C有源电缆，DFP和UFP利用PD协议可以读取该电缆的属性：电源传输能力，数据传输能力，ID等信息；但USB2.0 Type-C电缆可以不封装E-Marker。
• 所有的DFP设备需要CC逻辑检测与控制芯片：DFP需要必须检测到CC管脚上有某个电压时，判断UFP设备已插入或拔出， 来提供和管理VBUS。当没有UFP设备插入时，关闭V总线。
• USB3.0/USB3.1应用中，除UFP设备以外的所有设备都需要CC逻辑检测与控制芯片：在USB2.0应用中，无需考虑方向检测问题，但USB3.0或者USB3.1应用中，必须考虑方向检测问题（有一种情况例外，比如U盘，移动硬盘等可以不考虑方向，不用CC芯片。）。
• 持PD的设备必须采用CC Logic芯片：对于UFP而言，需要检测CC管脚上的电压值来获取对方DFP的电流输出能力。USB PD设置只是电源传输与管理的协议，实际上它是可以改变的端口角色，可与有源电缆通讯，允许DFP成为受电设备等高级功能。
• 所有全功能的Type-C电缆都应该封装有E-Marker，但USB2.0 Type-C电缆可以不封装E-Marker

综上，只有因为功耗较低而不需要检测电流能力的UFP(U盘，耳机，鼠标等)不需要CC逻辑检测端口控制芯片外，其余所有的DFP、DRP(如电脑，手机，平板，移动电源)、需要检测DFP电流输出能力的UFP、支持PD的设备，都需要CC逻辑检测与端口控制芯片。

CC逻辑芯片和E-Mark芯片的区别

• CC逻辑芯片针对的是设备端，主要用于检测和控制供电与数据传输。
• E-Mark芯片针对的是电缆，用于自动识别电子产品所需的电压和电流。如果Type-C接口提供超过5V的电压或超过3A的电流，那么一定需要Type-C接口芯片去实现USB PD协议。

芯片使用原则

• 如果设备使用5V电压且不超过3A的电流，且设备本身只往外供电或只接受对方供电，并且供电角色与数据传输角色为默认搭配，则不需要Type-C芯片。
• 如果使用过程中电流会超过3A，则需要E-MARK芯片。
• 如果需要实现电池充电协议，就需要E-MARK芯片，这样既能够实现充电，又能够传输数据。