usb type-c接口,高傳輸?shù)慕鉀Q方案分析

　　USB Type-C接口是USB接口的一種類型，準(zhǔn)確的說是一種接口標(biāo)準(zhǔn)（接口類型）。USB Type-C最明顯的特點(diǎn)就是支持正反面盲插，有了這個(gè)特點(diǎn)，小伙伴們?cè)僖膊挥脫?dān)心U盤老是插錯(cuò)方向了。

　　智能手機(jī)早期接口是通過Micro USB和Mini USB來解決數(shù)據(jù)傳輸和充電功能，而前者能夠解決本身接口壽命短、體積大等問題，還兼容了當(dāng)時(shí)的USB1.1/2.0標(biāo)準(zhǔn)和OTG功能，因此一直沿用至今。隨著手機(jī)廠商對(duì)機(jī)身的要求越來越苛刻，機(jī)身越做越薄，而傳輸速度、充電速度要求也越來越高時(shí)，似乎Micro USB已經(jīng)不是最佳的解決方案了。

　　于是，我們看到了近兩年來手機(jī)行業(yè)中，出現(xiàn)了一種新興的接口——USB Type-C，具備了Micro USB強(qiáng)大的兼容性同時(shí)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和供電的統(tǒng)一，低功耗、占用面積小、傳輸和充電速度更快、以及強(qiáng)大的擴(kuò)展性為你帶來了前所未有的體驗(yàn)。

　　而作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，安森美半導(dǎo)體的產(chǎn)品在國內(nèi)的硬件廠商中一直備受業(yè)界關(guān)注。日前，安森美半導(dǎo)體移動(dòng)市場高級(jí)現(xiàn)場應(yīng)用工程經(jīng)理李文輝先生解讀了最新的USB標(biāo)準(zhǔn)和市場趨勢， 并分享了USB Type-C在移動(dòng)設(shè)備上的完整方案。

　　安森美半導(dǎo)體移動(dòng)市場高級(jí)現(xiàn)場應(yīng)用工程經(jīng)理 李文輝

　　隨著手機(jī)移動(dòng)設(shè)備的使用率越來越頻繁，而在電池技術(shù)并沒有突破性的進(jìn)展時(shí)，人們對(duì)充電的速度要求就越來越高，因此隨著技術(shù)發(fā)展，USB Type-C和Quick Charge（QC）兩種技術(shù)成為了手機(jī)設(shè)備作為快充的標(biāo)準(zhǔn)。

　　當(dāng)然，并不是所有的Type-C接口都支持真正的快充標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于僅僅是支持USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的Type-C接口來說并不能實(shí)現(xiàn)快充。安森美半導(dǎo)體的USB Type-C解決方案通過了支持標(biāo)準(zhǔn)的USB 3.1接口的同時(shí)，還支持USB-PD協(xié)議，并根據(jù)設(shè)備的用電要求進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)的電源控制器來解決。

　　據(jù)介紹，安森美半導(dǎo)體通過這款NCP81239 USB-PD同步升降壓控制器，能實(shí)現(xiàn)多種快充協(xié)議，包括USB-PD/QC2.0/QC3.0， 它具備四開關(guān)單電感升降功能，適配寬輸入和寬輸出電壓范圍，并通過I2C總線設(shè)計(jì)，使得調(diào)節(jié)輸出電壓變得安全可靠，通過內(nèi)置9位DAC設(shè)定內(nèi)部反饋參考電壓，同時(shí)輸出電壓范圍可以通過外部反饋進(jìn)行設(shè)定，且可以方便用I2C接口設(shè)定輸出電壓或者設(shè)定輸出電壓補(bǔ)償。

　　安森美半導(dǎo)體的NCP81239 具有的特色功能和完善的保護(hù)功能使其非常適合用于需要寬電壓輸入、可調(diào)電壓輸出的高可靠應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)H橋升降壓存在調(diào)壓不方便或不可靠的問題， 并且支持4.5-28V的輸入輸出電壓范圍。動(dòng)態(tài)可編程工作頻率從150kHz到1.2MHz，方便不同應(yīng)用場合下的設(shè)計(jì)。

　　USB PD/充電/超高速/音頻方案

　　安森美半導(dǎo)體提供全系列靈活的USB Type-C方案陣容，不但支持高電流充電，并且還支持10Ghz超高速數(shù)據(jù)通道，且做到業(yè)界最低功耗以及比市場上MCU的方案小95%的占位面積。李文輝表示，在數(shù)據(jù)傳輸方面，USB3.0和Type-C環(huán)境下傳輸速率可達(dá)到5Gbps或10Gbps，這需要單通道轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器來減少碼間串?dāng)_，減少不想要的信號(hào)失真影響傳輸，以符合USB 3.x眼圖高度和總抖動(dòng)規(guī)范。

　　相比市場上其他同類競品器件，安森美半導(dǎo)體一個(gè)器件可同時(shí)支持USB3.1 Gen 1（5Gbps）和Gen 2（10Gbps）的數(shù)據(jù)率，眼高增加20%，抖動(dòng)降低20%。

　　單通道轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器競爭器件對(duì)比

　　通過上圖我們發(fā)現(xiàn)，其他競爭器件方案僅支持5Gbps，且眼高和抖動(dòng)方面都不及安森美半導(dǎo)體。森美半導(dǎo)體在有源電纜上，還能通過增加轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器來保證信號(hào)的強(qiáng)度和性能。

　　這其實(shí)要?dú)w功于FUSB340:10Gbps USB3.1超高速開關(guān)，用于5Gbps數(shù)據(jù)的USB SuperSpeed Gen1和10 Gbps數(shù)據(jù)的Gen2和可逆電纜線需要開關(guān)的Type-C應(yīng)用中，除了提供卓越性能的各類高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，還具備了八大特征：

　　USB 3.1 （Gen 2） – 10Gbps

　　10GHz帶寬

　　VDD： 1.5V – 5.0V

　　2KV HBM ESD 保護(hù)

　　-1dB插入損耗（2.5GHz時(shí)）

　　低有源功耗 《 12uA

　　低關(guān)斷功耗 《 1uA

　　18引腳TMLP，0.4 mm間距

　?。?.0mm x 2.8mm x 0.4mm）

　　FUSB340超高速開關(guān)不僅符合USB 3.1標(biāo)準(zhǔn)，還比競爭方案至少小40%，其不僅僅適用于手機(jī)，還可以用在平板電腦、筆記本電腦所需的可正反逆插得Type-C USB 3.1連接器中。最后，李文輝還透露，目前安森美半導(dǎo)體正在開發(fā)USB 3.1 type C連接器保護(hù)技術(shù)，通過兩個(gè)安森美半導(dǎo)體ESD8704器件可用于保護(hù)超高速線路，讓我們拭目以待吧。