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USB数据通道

USB Type-C如图1所示,连接器是对称的,它复制了大部分信号来支持可转换性。

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对于这种复制,需要支持超高速USB支持交替模式产品的数据通道多路复用器和数据通道交叉开关。USB Type-C设计师可选择四种实施方案:外部数据通道开关;实施双重实施PHY或双端口;适用于内部开关或使用;USB-C 数据通道PHY。

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外部数据通道开关

位于外部数据通道开关(或多路复用器)SoC或USB芯片集外部 ,请参见图2。常用于支持USB Type-C在商业产品中。现有的高频模拟开关最初是为了PCIe ? 、Ethernet、SATA、DisplayPort以及其他标准设计,应重新修改USB Type-C。外部开关解决方案的主要优点是能够尽快推向市场。其缺点在于成本,PCB降低面积和信号质量。

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实施双PHY或双端口

对于支持USB Type-C的SOC,实施双USB 3.0 PHY或USB 3.1 PHY能在最短的时间内推向市场的解决方案。一个或另一个PHY这取决于活动状态USB Type-C连接器的方向。另一PHY处于低功率状态。无外部数据通道开关,无信号质量损失。即使在硅面积较大的情况下,该解决方案的成本也低于外部开关或开关和转接驱动器。

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适用于内部开关

另一种方法是芯片/片上开关,作为替代外部数据通道开关。与外部开关相比,该方案的损耗更低,为10 Gbps USB 3.1 Gen模式操作特别有用。但是,针对实施USB 3.1 Gen由于开关必须补偿非线性频率和相位响应,2模式的片上开关比较困难。此外,开关不允许以下高振幅显示端口,USB TX以及低振幅USB 3.1 RX信号之间的

串扰。需要阻抗匹配来防止反射。对于无转接驱动电路的片上开关,仅对USB 3.1 Gen1 (USB 3.0)模式和DisplayPort HBR-2是可行的。

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使用USB-C 数据通道PHY

外部开关具有最快推向市场的特点,但会增加成本,双重PHY该方案使用硅面积过大,内部开关仅用于USB 3.0有现实意义。对于SOC综合推荐的方案是单个可靠的USB-C PHY,降低风险,最大限度地减少硅面积。Synopsys宣布各种先进工艺节点的使用USB 3.0和USB 3.1的USB-C PHY产品。DesignWare ? USB-C 3.1和3.0 PHY均为双通道方案,优点和双通道方案PHY方案相同。无模拟开关,信号质量不会降低。根据USB Type-C根据需要,一个通道或另一个通道将处于活动状态。DesignWare USB-C PHY大量电路在两个通道之间共享PHY与方案相比,硅面积的成本非常经济。

?高通处理器CPU端只有四路USB3.0的RX1/RX2/TX1/TX2,但Type-C这端有两对接口RX1/RX2/TX1/TX二、能否直接两对RX/TX信号对应的信号先连接再连接CPU,如果没有,该怎么办?

?原因:如果直接连接,则不能直接连接USB3.0产生信号质量的影响。处理方法:需要添加USB3.例如:Onsemi的FUSB340或者Dioo的DIO3340,即上述外部数据通道开关方案。

补充说明:向之前的高通和MTK使用这种外部数据通道开关的方案。

现在新平台也采用了其他方案,比如我做过的SM8250平台项目:有三种模式:A:USB3.0模式,但只使用一组RX1/RX2/TX1/TX二、内部集成模拟开关;B:DP模式,两对RX1/RX2/TX1/TX2用于DP信号4 lane;C:USB3.0 DP模式:其中一组RX1/RX2/TX1/TX2用于USB3.0信号,另一组RX1/RX2/TX1/TX2用于DP信号2 lane。

参考文献:解决实施问题USB Type-C三个关键挑战

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标签: 单片机的usb集成电路

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