EZ - PD™ CCG2：USB Type - C端口控制器的全方位解析

在当今的电子设备领域，USB Type - C接口凭借其强大的功能和便捷性，已经成为了主流的连接标准。而EZ - PD™ CCG2作为一款符合最新USB Type - C和PD标准的控制器，为各种USB Type - C应用提供了完整的解决方案。下面，我们就来深入了解一下这款控制器。

文件下载：CYPD2119-24LQXI.pdf

一、产品概述

EZ - PD™ CCG2是赛普拉斯（现英飞凌旗下）开发的一款USB Type - C控制器，它采用了赛普拉斯专有的M0S8技术，搭载32位、48 - MHz的Arm® Cortex® - M0处理器，拥有32 - KB闪存，并且集成了完整的Type - C收发器，包括Type - C终端电阻 (R{P})、(R{D}) 和 (R_{A})。它适用于被动电缆、有源电缆、供电配件等多种应用场景，也可用于许多上游和下游端口应用。

二、产品特性

1. 32位MCU子系统

• CPU：48 - MHz的ARM Cortex - M0 CPU，大部分使用16位指令，执行Thumb - 2指令集的子集，支持代码向上兼容到更高性能的处理器。还具备硬件乘法器，一个周期内可提供32位结果，包含32个中断输入的嵌套向量中断控制器（NVIC）和唤醒中断控制器（WIC），WIC可让处理器从深度睡眠模式唤醒。同时，CPU还提供了非屏蔽中断（NMI）输入和串行线调试（SWD）接口。
• Flash：带有闪存加速器，与CPU紧密耦合，在48 MHz时提供1等待状态（WS）的访问时间，24 MHz时为0 - WS访问时间，平均能达到85%的单周期SRAM访问性能，部分闪存模块可模拟EEPROM操作。
• SROM：包含启动和配置程序的监控ROM。

2. 集成数字模块

• 定时器和计数器：满足USB - PD协议所需的响应时间。
• 可重配置串行通信块（SCB）：可配置为 (I^{2}C)、SPI或UART功能。

3. 时钟和振荡器

集成振荡器，无需外部时钟。

4. Type - C支持

• 集成收发器：执行BMC和4b/5b编码解码功能以及1.2 - V前端。
• 终端电阻：集成UFP（(R{D})）、EMCA（(R{A})）终端电阻和DFP（(R_{P})）电流源。
• 端口支持：支持一个USB Type - C端口。

5. 低功耗运行

• 电压范围：2.7 - V至5.5 - V运行。
• VCONN轨：两个独立的VCONN轨，两者之间集成隔离。
• GPIO电源：GPIO独立电源引脚，允许I/O上1.71 - V至5.5 - V的信号传输。
• 功耗：复位时1.0 µA，深度睡眠时2.5 µA，睡眠时2.0 mA。

6. 系统级ESD保护

CC和VCONN引脚具有± 8 - kV接触放电和±15 - kV空气间隙放电（基于IEC61000 - 4 - 2 4C级）。

7. 封装形式

提供1.63 mm × 2.03 mm的20 - 球晶圆级CSP（WLCSP）、2.5 mm × 3.5 mm × 0.6 mm的14 - 引脚DFN和4.0 mm × 4.0 mm的24 - 引脚QFN三种封装，支持工业（40 °C至 + 85 °C）和扩展工业（40 °C至 + 105 °C）温度范围。

三、应用场景

1. EMCA应用

适用于USB Type - C EMCA电缆，可采用单CCG2设备或每个插头一个CCG2设备的方案，根据不同的VCONN电压范围和应用需求，有不同的电路连接方式。

2. 上游端口应用

可用于平板电脑等设备的Type - C端口，作为电源消费者，与应用处理器通过 (I^{2}C) 通信。

3. 下游端口应用

在电源适配器等应用中作为DFP，集成所有终端电阻，通过GPIO指示协商的电源配置文件，同时监测VBUS电压。

4. 视频转接器应用

虽然对于新设计不太推荐，但在一些遗留应用中，可用于USB Type - C到HDMI/DVI/VGA或DisplayPort的转接器，实现PC与传统显示器的连接。

5. 扩展坞/显示器应用

在一些遗留设计中，可用于连接USB Type - C主机系统和多个显示/数据设备，但对于新设计，CCG4提供了更集成的解决方案。

四、编程与引导加载

1. SWD接口编程

在开发或产品制造过程中，可使用赛普拉斯提供的MiniProg3和MiniProg4编程套件，通过SWD接口对CCG2设备的闪存进行编程。

2. 应用固件更新

• I2C接口：适用于CYPD2104、CYPD2119等部分型号，通过I2C接口与板载应用处理器等设备通信进行固件更新。
• CC接口：对于DFP应用，可使用CY4532 CCG3PA EVK通过CC线发送编程和配置数据；对于电缆应用，可参考EZ - PD配置实用程序用户手册进行操作。

五、电气规格

1. 绝对最大额定值

涵盖了各种电源引脚的最大电压、GPIO电压、电流等参数，使用时需注意不能超过这些绝对最大条件，否则可能导致设备永久损坏。

2. 设备级规格

包括直流规格（如电源输入电压、电流等）、交流规格（如CPU频率、唤醒时间等）、I/O规格（输入输出电压阈值、电阻等）以及数字外设规格（如定时器、I2C、UART、SPI等的性能参数）。

六、订购信息

提供了不同型号的EZ - PD CCG2的应用类型、Type - C端口数量、终端电阻角色、默认固件和封装形式等信息，方便工程师根据实际需求进行选择。

七、总结

EZ - PD™ CCG2作为一款功能强大的USB Type - C端口控制器，在性能、功耗、应用场景等方面都有出色的表现。不过，在一些新的应用场景中，可能有更集成的解决方案可供选择。工程师在设计时，需要根据具体的项目需求，综合考虑CCG2的特性和优势，合理选择和使用这款控制器。同时，也要关注其编程和固件更新的方法，确保设备的正常运行和功能扩展。大家在实际应用中，有没有遇到过关于CCG2的有趣问题或者独特的应用案例呢？欢迎在评论区分享交流。