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深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第1页版权所有侵权必究V6.4鹏元晟实业USB3.1TYPEC基础知识培训2019.02.22报告人:刘海蛟深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第2页版权所有侵权必究充电器市场的来源和市场价值和开发的动力大纲1、USB的发展历史2、TYPE-C的特点3、TYPE-C连接器PIN针的定义4、TYPE-C连接器结构与材料11、TYPE-C的基本测试要求5、TYPE-C连接器尺寸规范12、PYS已取得TID的TYPEC产品类型7、TYPE-C产品设计要求8、TYPE-C产品的类别9、TYPE-C的工作原理10、E-Marker芯片在TYPE-C中的作用6、USB3.1TYPE–C线材结构深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第3页版权所有侵权必究1、USB主规范发布时间表ITEMDATESPEEDRMKUSB3.12013.8.11SuperSpeedPlus10GbpsSSPUSB3.02008.11.17SuperSpeed5GbpsSSUSB2.02000.4.27High-Speed480MbpsHSUSB1.11998.9Full-Speed12MbpsFSUSB1.01996.1Low-Speed1.5MbpsLS深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第4页版权所有侵权必究1、USB其他规范发布时间表No.DescriptionDateRMK1Type-CR1.32017.7.142Type-CR1.22016.3.253Type-CR1.12015.4.34USBPowerDeliveryR2.02014.8.115MicroUSBtoUSB2.0R1.022000.046OTGTOUSB2.0R1.02001.12.18深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第5页版权所有侵权必究2、TYPE-C的特点•USB3.1指的是USB协会2013推出的规范，支持最高10Gbps的速率传输，并更名为USB3.1SuperSpeedGen2，而原本支持5Gbps的USB3.0則称为USB3.1SuperSpeedGen1。•TypeC指的连接器的接口类型,是区别于TypeA、B、Micro、MINIUSB等接口的一种新的接口。•Type-C规范于2014年8月公告，虽然被包含在USB3.1的规范里，但是TYPE-C并不能代表USB3.1，而是基于整个USB系列协议的一个运用。•根据不同的使用场合，有USB3.1CM/CM的Cable,也有USB3.1AM/CM的Cable;同样的，TypeC接口可用于USB3.1上，也可用于USB2.0上，如USB2.0CMTOMicroBMCable等.深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第6页版权所有侵权必究2、TYEP-C的特点•－符合USB3.1规范，最高传输可达10Gbps。•－较小结构尺寸，8.25*2.4mm小于TYPEA11.5*4.5MM。•－可用性增强，不需要再担心插入方向，也就是说正插、反插都可以。•－支持更弹性的充电,提供更高的充电功率。•－接口设计可弹性适应未来的USB扩展性能。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第7页版权所有侵权必究2、TYPE-C的特点与Lightning一样，母座与插头的接点定义可以让插头正反插而不影响使用功能。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第8页版权所有侵权必究2、TYPE-C的特点USBType-C可以支持最高20V/5A，实际上这需要USBPD，而支持USBPD需要额外的PD芯片，所以不要以为是USBType-C接口就可以支持到20V/5A。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第9页版权所有侵权必究3、TYPE–C连接器深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第10页版权所有侵权必究3、TYPEC连接器PIN针定义深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第11页版权所有侵权必究3、TYPEC连接器PIN针定义深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第12页版权所有侵权必究3、TYPEC连接器PIN针定义1.可以看到，数据传输主要有TX/RX两组差分信号，CC1和CC2是两个关键引脚，作用：探测连接，区分正反面，区分DFP和UFP，也就是主从模式配置Vbus，有USBType-C和USBPowerDelivery两种模式配置Vconn，当线缆里有芯片的时候，一个cc传输信号，一个cc变成供电Vconn配置其他模式.2.Vbus&GND都有4PIN,以便支持100W的供电功率。3.辅助信号SBU1和SBU2（Sidebanduse），在特定的一些传输模式时才用。4.D+、D-是来兼容USB2.0标准的。5.USB3.0只有一组RX/TX，速度是5Gb，USBType-C为了保证正反都可以插就用了两组，但实际上数据传输还是只用了一组RX/TX,速度就已经达到10Gb了。如果后面升级协议，两组都传的话就和DisplayPort一样20Gb了。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第13页版权所有侵权必究4、TYPEC连接器结构与材料深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第14页版权所有侵权必究4、TYPEC连接器结构与材料深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第15页版权所有侵权必究5、TYPEC连接器尺寸规范深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第16页版权所有侵权必究6、USB3.1TYPE–C线材结构深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第17页版权所有侵权必究7、TYPE-C产品设计要求深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第18页版权所有侵权必究7、TYPE-C产品设计要求深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第19页版权所有侵权必究8、产品类别深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第20页版权所有侵权必究8、产品类别深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第21页版权所有侵权必究8、产品类别深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第22页版权所有侵权必究9、TYPEC工作模式深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第23页版权所有侵权必究9、TYPEC工作模式上图DFP(DownstreamFacingPort)也就是主，UFP(UpstreamFacingPort)为从。除了DFP、UFP，还有个DRP(DualRoleport)，DRP可以做DFP也可以做UFP。当DPR接到UFP，DRP转化为DFP。当DRP接到DFP，DRP转化为UFP。两个DRP接在一起，这时就是任意一方为DFP，另一方为UFP。在DFP的CCpin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，CCpin相连，DFP的CCpin会检测到UFP的下拉电阻Rd，说明连接上了，DFP就打开Vbus电源开关，输出电源给UFP。而哪个CCpin（CC1，CC2）检测到下拉电阻就确定接口插入的方向，顺便切换RX/TX。电阻Rd=5.1KΩ，电阻Rp＝56KΩ，根据前面的图看到USBType-C有几种供电模式，靠什么来识别？就靠Rp/Rp电阻，电阻值不一样，CCpin检测到的电压就不一样，然后来控制DFP端执行哪种供电模式。需要注意的是，上图里画了两个CC，实际上在不含芯片的线缆里只有一根CC线。含芯片的线缆也不是两根cc线，而是一根cc，一根Vconn，用来给线缆里的芯片供电（3.3V或5V），这时就cc端没有下拉电阻Rd，而是下拉电阻Ra，800-1200欧。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第24页版权所有侵权必究10、E-Marker芯片在TYPE-C中的作用ElectronicallyMarkedCable:封装有E-Marker芯片的USBType-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。以下5款CableUSB协会要求必须封装有E-Marker芯片。ElectronicallyMarkedCable支持USBPowerDelivery.所有LegacyType-CCable添加E-MarkerIC都没有意义，因为Legacy端没有CCPIN,无法实现两端的协议握手、沟通。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第25页版权所有侵权必究11、测试要求1.机械测试：Type-C主要应用在手持装置上，所以与USBMicro-B一样，需要耐插拔1万次的高寿命。插入力与拔出力也与原始USB其他Type有所不同，Type-C的插拔力为5~20N，拔出力为8~20N。同时必须进行线缆弯曲试验与线缆拔出试验，如Micro-B一样，Type-C也必须进行4轴向测试。2.电气测试：在低阶额定电阻（LLCR）的测试上也有改变，初始值从原本的30mΩ变成40mΩ。除此之外，Type-C必须进电流温升测试，在Vbus端子给予5A的电流，且在Vconn端子给予1.25A的电流，温度的变化量不能超过30ºC。3.环境测试：与USB3.0要求相同，遵照EIA364-1000.01规范运行环境测试。4.电镀要求：与USB3.0要求相同。5.高频测试：Type-C的规范与以往USB规范最大不同处，在于Type-C针对板端连接器也定义出一连串的高频测试要求，Type-C板端连接器与标准Type-C线缆高频测试要求（传统USB线缆的测试要求则不同）。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第26页版权所有侵权必究11、测试要求•一般来说，扭曲测试需要测两次，第一次使用第二代治具测试(相同的治具也会用在WrenchingStrengthTest)，用0.75牛顿米(如下图15mm处下压50N牛顿才能达到0.75Nm)，不瞬断不变形就算通过。•第二次要使用以下治具:•测试时须提供一组四个新的plug，原因是我们会在上下面施予2Nm牛顿米(20mm处下压100N牛顿约10KG相乘后2牛顿米)以及左右两侧3.5Nm牛顿米的力量(一样取20mm处下压175N牛顿)，如此下压必定造成损坏。目前可确定的是，协会允许被破坏，但须提供协会破坏点力量曲线，因为下压100N、175N牛顿算是很严苛的条件，一般不太容易过深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第27页版权所有侵权必究11、测试要求•寿命以及插入/拔出力测试在标准的USB界面来看其实不难，应用在Type-C上会变得困难是因为这种设计磨擦久了塑料会被磨掉。虽说寿命测试有10,000次，在这之前务必先确认插入及拔出力符合初始值要求(InsertionForces:5Nto20N;ExtractionForce:8Nto20N)，10,000次之后降低规格(AfterDurability:6Nto20N)。深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第28页版权所有侵权必究11、测试要求•ThemaximumallowablecableIRdropforground(includinggroundonacaptivecable)shallbe250mVandforVBUSshallbe500mVthroughthecabletothecable’smaximumratedVBUScurrentcapacity.WhenVCONNisbeingsourced,深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第29页版权所有侵权必究12、PYS已取得的TID的TYPEC产品深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第30页版权所有侵权必究Type-C设备深圳市鹏元晟实业有限公司鹏元晟机密未经许可不得扩散第31页版权所有侵权必究9.Type-C设备THEENDTHANKYOU深圳市