USB Type-C Configuration Channel (CC) pin function

转载2016-03-14 22:42:34

标签：信息技术

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USB Type-C定義了CC pin，理解了CC pin的功能，大致上就等於理解了Type C。下面六個項目是Type C Spec所定義的CC pin功能。

1. Detect attach of USB ports, e.g. a DFP to a UFP

DFP (Downstream Facing Port)為Host端， UFP (Upstream Facing Port) 為device端。在DFP的CC pin會有上拉電阻Rp，在UFP會有下拉電阻Rd。在DFP與UFP未連接之前，DFP的VBUS是沒有輸出的。當DFP與UFP連接後，CC pin相接，DFP的CC pin 偵測到UFP pulldown Rd，表示接到Device，DFP便打開VBUS的FET開關，輸出VBUS電源給UFP。​

DFP可由CC1與CC2 pin的負載阻抗來判斷連接狀態，並偵測它是否接到debug or Audio accessory裝置。​

 

2. Resolve cable orientation and twist connections to establish USB data bus routing​

由於Type-C是支援正反插，CC pin被用來偵測正反插，從DFP的角度來看，當CC1接到Pulldown就是正插，如果是CC2接到Pulldown就是反插。在偵測完正反插後，就會輸出相對應的USB信號，例如CC1對應的是SSTX1與SSRX1。下圖的右邊整合了MUX，由於USB 3.1的data rate高達10 Gbps，為了避免PCB的走線出現分支，所以正反插進來的訊號會由MUX來切換，正插時，切換到SSRX1&SSTX1，反插時，切換到SSRX2&SSTX2。​

 

3. Establish DFP and UFP roles between two attached ports​

除了DFP、UFP，Type-C spec還定義了DRP (Dual Role port)，DRP可以做為DFP也可以做為UFP，可以供電，也可以受電。當DPR接到UFP裝置，DRP會轉換為DFP。當DRP接到DFP裝置，DRP會轉換為UFP。當兩個DRP裝置接在一起，兩個裝置會Random地，一方為DFP，一方為UFP。​

4. Discover and configure VBUS: USB Type-C Current modes or USB Power Delivery

下表為Type-C VBUS  輸出選項，USB 2.0, USB3.1,USB BC1.2 是先前USB協會定義的標準，可以跟Type-C相容。USB Type-C current 1.5A與3A是Type-C所定義的，需要有CC pin來做偵測。USB PD的功能還需要有USB PD Phy chip來完成Protocol溝通，而Protocol信號是載在兩端連接的CC pin上。​

Type-C如何去決定要執行那個模式呢?這也需要靠CC pin。先前提到DFP會有上拉電阻Rp，UFP會有下拉電阻Rd，當DFP與UFP相接，CC pin上就會有分壓，Rd是固定5.1k，而Rp就會依照DFP的類別，而有不一樣的阻值。UFP會monitor CC pin上的分壓來知道DFP的VBUS種類。另外DFP也用不同大小的定電流源來供給CC pin，當電流流到uRd，同樣可以產生電壓，讓UFP知道DFP的VBUS模式。​

Type-C spec定義了DFP在不同模式下，在CC pin要供多大的電流或是要用多大的上拉電阻Rp阻值。​

 

在UFP是由CC pin上的電壓，來得知DFP的VBUS輸出能力。例如DFP為5V/3A，它可以在CC pin上供330uA的電流，在UFP端的CC pin上就會得到330uA * 5.1k=1.683V，UFP就可以判斷

DFP為vRd-3.0。或是DFP用一個上拉電阻10K到VBUS，UFP端的CC pin上的電壓為

5v * 5.1k /(5.1k+10k)=1.688V，UFP一樣可以判斷DFP為vRd-3.0。​

USB Type C也支援USB PD，而USB PD的Protocol會轉為BMC的信號，在CC pin上傳輸。​（参考另一篇关于《USB Power Delivery Protocol Layer》博客)

5. Configure VCONNCC pin有CC1,CC2，當其中1 pin被用來做DFP,UFP之間的連結，另1pin用就來供VCONN。由Figure4.5可以發現，當Cable內將另一個CC pin接一個下拉電阻Ra，這表示這是一條主動式Cable，需要被供電的。DFP偵測到Ra，便會輸出VCONN在CC pin，供電給Cable。Ra的阻抗是定義為800ohm ~1200ohm。​

信息参考：http://kevinzhengwork.blogspot.hk/2014/08/usb-type-c-configuration-channel-cc-pin.html

6. Discover and configure optional Alternate and Accessory modesUSB PD的VDM (Vendor defined message)功能，可以讓host與device認到對方的ID，而進到alternate mode.，VDM也是透過CC pin來傳輸的。下面為一個Alternate mode在Dock的例子，system認到dock裝置，知道dock有PCIe裝置，於是system利用Type-C的SBU1/SBU2、Tx2/Rx2來傳輸PCIe信號。​

  

當CC1與CC2 pin上各接一個下拉電阻，阻值≤Ra，這表示system接到了Audio Accessory，system進到accessory mode。如下圖，Type C的CC pin接到耳機的DET pin，當耳機插入時，DET pin被拉到low，system進到accessory mode。system需要自動切換Type C上的訊號，讓DP/DN甩來輸出耳機的左右聲道。SBU1/SBU2用來作MIC/AGND function，依照system是支援OMTP或CTIA的耳機。​