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USB 3.2传输速率增至20Gbps Type-C结合替代模式影像传输更便利

2018年03月03日 16:08 次阅读

USB type-c已不再是全新话题,这个USB接口协议,与常见用于笔记型电脑的Type-A或Android手机的Micro-B之间最大的差异,在于USB type-c支援正反插的设计。借由24根脚位左上与右下对称的设计,达到正插与反插都有一半的脚位可正常动作。

type-c使用率逐渐普及

最简单的USB type-c接口,支援USB 2.0(表1中的D+与D-),将高速讯号对加入,支援USB 3.1 Gen1(5Gbps)或USB 3.1 Gen2(10Gbps)的传输速度(表1中的Tx+-与Rx+-)。

此外,USB Type-C可透过Power Delivery(以下简称PD)协议,将供电瓦数由原本的5V/3A向上提升至20V/5A。同时,PD 2.0之后的版本加入了AlternaTIve Mode(以下简称Alt-Mode),透过Alt-Mode可重新定义表1的脚位定义,使USB Type-C的接头除了传递数据、电源,还能传递影像资讯。

USB Type-C可兼顾数据、电源与影像的传输,因此,我们可从数款新发售的旗舰款手机、或最新的笔记型电脑发现,越来越多装置采用USB Type-C的接口,成为一种趋势。以下文章将就2017年新发布的USB Type-C规范,分为数据、电源与影像三个部分进行介绍。

USB 3.2传输速率增至20Gbps

USB 3.2于2017年9月公布版本1.0,USB 3.2将同时运用USB Type-C的两对高速讯号线,使传输速度可达到USB 3.1 Gen2(10Gbps)的2倍(20Gbps);过去,USB 3.1 Gen1或USB 3.1 Gen2只使用到一对高速讯号线,可于旧有USB Type-A接口传输,而新的USB 3.2需要同时用到两对高速讯号,因此只能适用于USB Type-C接口,可说是专为USB Type-C量身订做的规格提升。

USB 3.2主要的特点在于,传输速度翻倍达到20Gbps,并可以让USB 3.1 Gen2的线长达到2公尺。在USB Type-C的规范之中,两边都是USB Type-C接口的标准线材里传输,USB 3.1 Gen2速度的线材长度要小于1公尺,而传输USB 3.1 Gen1速度的线材长度是小于2公尺。

透过USB 3.2的技术,让5Gbps的速度同时走在两对高速讯号,因此可让10Gbps的传输速度在2公尺内传递。而Hub的应用,随着对上的传输频宽倍增,Hub的每一个下行口也有机会达到全载速度。

PPS规范满足快充需求接着探讨与电源相关的PPS

(Programmable Power Supply)。泰尔实验室于2017年12月12日在东莞松山湖,举办快速充电技术标准与应用研讨会。

会中正式颁布中华人民共和国通讯行业标准:“移动通讯终端快速充电技术要求和测试方法”。其中,明订当充电器与手机端皆为USB Type-C接口时,唯一的充电协议应为PD,而PPS也是因应目前手机的快充需求而开发规格。

过去,人们为了缩短充电速度,借由提高充电器的输出电压,以增加进入手机的充电瓦数。然而,因为手机内的降压线路将高压降转为低压的效率不高,导致手机充电有发热情形。

为解决此问题,希望能将手机内的降压线路移除,使充电器的输出直接接到手机电池端,输出可随电池电压的变动而调整,因此有PPS的定义。

PPS如同标准固定输出的PD,定义出四种标准电压:5V(可调3~5.9V)、9V(可调3~11V)、15V(可调3~16V)、20V(可调3~21V ),在每一组可调的电压范围内,受电方可依据供电的电流状况对电源供应器作最小20mV电压步径或50mA电流步径的调整。

如果再配合芯片厂商最新开发出用于设备端不同倍数的Voltage Scaler,以3A的线材即可对电池作6A、9A或12A的大电流充电。

以USB芯片供应商威锋电子为例,该公司旗下专为充电器使用的USB Type-C PD DFP芯片VP300,本身支援PD 3.0和QC3.0协议,芯片内部整合TL431,可直接透过光耦元件反馈给一次侧AC-DC的电源控制芯片。

除针对AC-DC所设计的TL431反馈回路,VP300同时整合I2C与FB参考电压的回馈,可针对不同DC-DC的需求进行控制。内建5V LDO毋须外接电源线路,可让Vconn供应70mW的电源给E-Marker。

另外,在USB Type-C的1.3版本,新增Vconn Power Device(VPD)规范,VPD装置不仅可接受由原本的Vbus供电,也能接受由Vconn提供的最低3V电压。最低3V的目的,在于移动式装置内常放置一颗锂电池,单颗锂电池的最低放电电压一般设定在3V。

以前,透过USB接口的Vbus供电时,供电端须将电池电压透过升压线路升到5V,而受电端会将5V透过降压芯片降到3.3V或1.8V,给内部其他芯片使用,造成两边都进行电源转换而损失效能。

若能透过Vconn直接将电池的电压有效供应,毋需供电方或受电方放置其他的电源转换芯片,就可以大幅提升整体电源的转换效率。

至于前面所提到的E-Marker,放在两头都是USB Type-C的线材之中,就像是线材的身分证,用以存储线材的数据,其包含可负载的电流(3A或5A) 、USB速度(USB 2.0或USB 3.1)、线材的耐压等,而E-Marker所需的电源,是由供电方从Vconn之中所提供。

另一方面,2017年9月于温哥华所举办的USB开发者大会上,也有针对USB多口充的多口充进行介绍。多口充分为Assured Capacity Ports与Shared Capacity Ports两个类型(图1)。

USB 3.2传输速率增至20Gbps Type-C结合替代模式影像传输更便利

图1 USB多口充定义

图1所举的例子皆是总瓦数为60W的多埠口充电器,左边的多埠口充电器类型是Assured Capacity,3个USB Type-C口分别可提供30W/15W/15W,每个USB Type-C埠口都可视为单一的充电口,与其他口的负载无关。

因此,每口的输出要能满足其标志的供应瓦数,而USB协会目前有针对USB Type-C电源供应器提供认证,其标志是针对单一个USB Type-C进行认证,可看到这个多口充获得30W认证。

图1右边的多口充电器类型则是Shared Capacity。此案例中单一口可达到27W的最大瓦数输出,但三个口加总的输出瓦数不可超过60W,而认证是针对单口进行认证,因此这个充电器是得到27W的认证。

接下来,以图2说明单一口最大27W,总瓦数60W Shared Capacity的动作原理。当第一个口被用掉24W后,60W剩下的瓦数是36W,仍超过每一口最大27W的需求,因此其余两口各单口最大仍可供应27W,接着第二个口用掉15W后剩余的瓦数为21W,最后一口所能供应的最大瓦数仅剩21W以满足总瓦数60W的需求。

USB 3.2传输速率增至20Gbps Type-C结合替代模式影像传输更便利

图2 Shared Capacity原理

若将同样的三个装置移到图1左边Assured Capacity的电源,会发现只有15W这个装置确保可获得足够瓦数,而另外的24W或21W的装置,会因为其中一个必须插入15W的口,导致瓦数不足而只能有15W充电。如果30W的供电口被15W装置占住,将导致21W与24W的装置都只能得到15W供电。

2017年7月,Display Port Alt-Mode 1.0b(DP Alt-Mode)仅针对既有的规格做了微幅更新,移除用GEN2_BR传递DisplayPort讯号的Pin Assignment A与B,在终端应用上,不只是笔记型电脑,也不能发现手机厂开始利用DP Alt-Mode的应用产品(图3)。

USB 3.2传输速率增至20Gbps Type-C结合替代模式影像传输更便利

图3 DP Alt-Mode示意图

Type-C结合替代模式影像传输更便利

2017年主要旗舰型手机例如三星(Samsung) S8/Note 8、华为(Huawei) Mate10、HTC U11等都支援DP Alt-Mode,Samsung与Huawei并推出可透过手机USB Type-C转出HDMI的配件。

手机经由USB Type-C将影像讯号投放至大萤幕,大萤幕上的画面不仅仅是将手机上看到的画面放大,更经由重新设计,无论对接鼠标的左右键控制、应用视窗的拖放等,都接近我们以往在电脑或笔电的Windows使用经验。

经由这样的转接,大大扩展了手机因萤幕大小限制的应用,原本在手机端才能进行的追剧、玩游戏或回复邮件都因为大萤幕的拓展而得到更好的使用体验。

我们认为,这样的应用在未来会越来越广泛,无论家庭娱乐或出差办公。可想像未来商务人士出差只需要携带一支手机,在客户端能透过USB Type-C接口将简报数据投影至大萤幕进行介绍;而回到饭店,只要接入饭店所附的Type-C接头,就可以用饭店电视进行办公或观看戏剧,同时还可透过USB Type-C对手机进行充电。

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智慧城市、智慧家庭、智慧健康相关技术,以及车联网、低功耗无线通信技术、VR/AR、AI等新技术的出现...

发表于 2017-02-22 11:17 954次阅读
2017年芯海科技聚焦这5大方向,有没有你关心的...

Type-C实现逐步普及 魅族又一次领先一小步

族旗舰手机PRO 6 Plus它不仅支持Type-C接口,重要的是还支持USB3.1,如今大部分手机...

发表于 2017-02-10 09:38 2259次阅读
Type-C实现逐步普及 魅族又一次领先一小步

为什么在您的个人电子设计中使用USB Type-...

USB Type-C连接器可以支持包括USB和DisplayPort™在内的多种数据和视频标准,因此...

发表于 2017-02-07 15:27 747次阅读
为什么在您的个人电子设计中使用USB Type-...

2017年,USB Type-C迈向普及

2013年订定标准、2014年公告规格的USB Type-C,历经1年多的发展,在2016有突破性的...

发表于 2017-01-31 08:00 978次阅读
2017年,USB Type-C迈向普及

2016年接口总线驱动频道技术应用文章精选

2016 年接口总线驱动频道也是有很多热门讯息和技术热点,小编这边带你全面了解最新 Type-C 接...

发表于 2017-01-26 08:17 892次阅读
2016年接口总线驱动频道技术应用文章精选

三分钟科普Type-C接口及其产业链

如果要回顾总结2016年手机行业的关键词,Type-C 接口绝对会是其中之一,从苹果在New Mac...

发表于 2017-01-13 09:04 1339次阅读
三分钟科普Type-C接口及其产业链

技嘉展示强大扩展坞:雷电3转八个USB 3

如今不少高端笔记本都开始配备新型接口Thunderbolt 3/USB Type-C,非常强大,也很...

发表于 2017-01-13 06:53 617次阅读
技嘉展示强大扩展坞:雷电3转八个USB 3

恩智浦推出用于快速充电的业界最佳端到端USB T...

拉斯维加斯–(CES 2017)–2017年1月4日 –恩智浦半导体(NASDAQ:NXPI)今日推...

发表于 2017-01-12 16:13 518次阅读
恩智浦推出用于快速充电的业界最佳端到端USB T...

同行们,你们觉得USB Type C会在今年迎来...

消费电子市场标准繁多,底层的通讯传输介面标准之争从来未曾停止,但在2015年苹果、Google和微软...

发表于 2017-01-12 09:28 303次阅读
同行们,你们觉得USB Type C会在今年迎来...

USB Type-C™:您的ESD解决方案是否保...

若您是一名设计师,负责将系统中的USB端口迁移到最新的USB标准和USB Type-C连接器,那么您...

发表于 2017-01-06 16:06 662次阅读
USB Type-C™:您的ESD解决方案是否保...

有颜有感 努比亚8000mAh Type-C移动...

现如今的手机厂商都开始不务正业了,手机做出来了之后,纷纷为自己的手机开发“原厂配件”,什么移动电源啦...

发表于 2016-12-22 14:40 757次阅读
有颜有感 努比亚8000mAh Type-C移动...

安森美半导体在CES 2017展示用于快速充电和...

2016 年 12 月21日 — 推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美...

发表于 2016-12-21 17:11 266次阅读
安森美半导体在CES 2017展示用于快速充电和...

三星a5 2017版配置曝光:USB Type-...

三星Galaxy A5将配备5.2英寸显示屏,分辨率为1080×1920高清级别,并且使用第四代大猩...

发表于 2016-12-16 16:00 1584次阅读
三星a5 2017版配置曝光:USB Type-...

大联大推出基于Realtek的Type-C快速充...

2016年11月17日 致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推...

发表于 2016-12-16 10:09 411次阅读
大联大推出基于Realtek的Type-C快速充...

一种基于Type-C PD协议的手机快速充电方案

快速充电技术无疑是目前智能手机厂商研发和宣传的重点之一,其方案包括高通的Quick Charge,联...

发表于 2016-12-12 10:31 7698次阅读
一种基于Type-C PD协议的手机快速充电方案

2017年智能手机最值得关注的10个趋势 VR、...

2016年已接近尾声,总结智能手机产业除了iPhone 7双镜头、Galaxy S7虹膜辨识、Goo...

发表于 2016-11-29 10:03 1217次阅读
2017年智能手机最值得关注的10个趋势 VR、...

彪悍的Thunderbolt 3叫板USB还差点...

自从USB2.0打败了FireWire以后,USB标准在设备上似乎就从没碰到过任何像样的对手。作为首...

发表于 2016-11-29 09:26 1351次阅读
彪悍的Thunderbolt 3叫板USB还差点...

谷歌/高通争相发力 手机快充标准暗潮汹涌

继Google在日前释出的Android 7.0兼容性文件上,新增对USB Type-C充电规格的规...

发表于 2016-11-22 10:59 237次阅读
谷歌/高通争相发力 手机快充标准暗潮汹涌

Type-C潮流下 如何衡量一款数据线好坏?

目前市面上有许多Type-C数据线产品,我们随手拿了两款Type-C数据线对比,让大家看看不同品牌数...

发表于 2016-11-21 09:33 3015次阅读
Type-C潮流下 如何衡量一款数据线好坏?

大联大友尚集团推出基于Realtek的Type-...

2016年11月17日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推...

发表于 2016-11-17 15:59 512次阅读
大联大友尚集团推出基于Realtek的Type-...

中国厂商主力参与USB Type-C™硬件创新,...

近两年来,USB Type-C™的终端产品发展快速,各种应用全面拓展,承担着统一未来接口的重任,比如...

发表于 2016-11-16 14:52 525次阅读
中国厂商主力参与USB Type-C™硬件创新,...

快充标准将统一化,苹果会如何破局?

今年以来各大手机厂商纷纷选择最新的 USB Type-C 接口,加之苹 2016 款 Macbook...

发表于 2016-11-12 10:24 364次阅读
快充标准将统一化,苹果会如何破局?

支持快速充电USB Type-C安卓设备存在过流...

最近一段时间,我们耳边充斥着各种电子产品安全隐患的问题,而其中又以三星Note 7系列的影响最大最广...

发表于 2016-11-10 17:45 526次阅读
支持快速充电USB Type-C安卓设备存在过流...

盘点七大厂商Type-C方案优势

如今USB Type-C商机强强滚,除在笔记本电脑、移动端产品定位之外,相关周边应用产品也将铺天盖地...

发表于 2016-11-05 09:28 1689次阅读
盘点七大厂商Type-C方案优势

成为唯一传输介面,USB Type-C即将一统介...

传输介面群起强攻最新应用市场的争战未停歇,不过,从标准协会或是厂商提出的新产品及新规范,可归纳出,未...

发表于 2016-11-05 09:26 256次阅读
成为唯一传输介面,USB Type-C即将一统介...

教你利用参考设计应对更复杂的Type-C开发过程

大多数常用的电子设备,都配有某种类型的通用序列汇流排(USB)连接埠。此类连接埠包括Micro、M...

发表于 2016-11-04 20:47 547次阅读
教你利用参考设计应对更复杂的Type-C开发过程

大联大友尚集团推出USB Type-C双向快充移...

USB Type-C是新一代的USB接口,将会同时取代现存的USB Type-A与micro USB...

发表于 2016-11-03 15:22 379次阅读
大联大友尚集团推出USB Type-C双向快充移...

揭秘新老款MacBook Pro的USB Typ...

尽管参与 USB-IF 的多家巨头,像是苹果与 Intel 都以具体移动告诉市场,USB Type-...

发表于 2016-11-02 10:34 1559次阅读
揭秘新老款MacBook Pro的USB Typ...

lightning接口再见!传讯明年iPhone...

据外媒报道,近日有业内人士向记者透露,Lightning接口只是目前苹果在iPhone 7的暂时方案...

发表于 2016-10-31 16:46 406次阅读
lightning接口再见!传讯明年iPhone...

typec接口的手机有哪些

typec接口的手机有哪些,主编为您整理。

发表于 2016-10-21 11:42 12376次阅读
typec接口的手机有哪些

大联大世平集团推出Hi-Fi级Type-C &a...

苹果的Lightning接口也称闪电接口,是苹果公司制作的专属连接器规格。其最早出现在2012年iP...

发表于 2016-10-18 11:35 550次阅读
大联大世平集团推出Hi-Fi级Type-C &a...

曝HTC Bolt同样采用三段式设计 但已取消3...

此前传出代号“Acadia”的HTC Bolt将会取消3.5mm耳机耳机接口的消息,而现在则似乎得到...

发表于 2016-10-18 11:08 182次阅读
曝HTC Bolt同样采用三段式设计 但已取消3...

Keyssa及睿思科技携手为USB Type-C...

2016年10月-高速非接触式连接技术领导厂商Keyssa与高速连接芯片及解决方案领先开发商睿思科技...

发表于 2016-10-13 14:21 284次阅读
Keyssa及睿思科技携手为USB Type-C...

大联大友尚集团推出Realtek USB 3.1...

2016年10月11日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推...

发表于 2016-10-11 16:43 615次阅读
大联大友尚集团推出Realtek USB 3.1...

最新基于Type-C的充电设计合集

Type-C是USB接口的一种连接介面,不分正反两面均可插入,大小约为8.3mm×2.5mm,和其他...

发表于 2016-09-22 09:29 1992次阅读
最新基于Type-C的充电设计合集