标签: ldr6013

    几年前，对着家里桌面上一堆规格各异的适配器，我有点抓狂。第一，这些适配器造成了家居环境的混乱以及使用的不便。第二，偶尔某个设备的适配器损坏后，你会发现很难买到合适的替代品。第三，这些适配器，将造成无数的电子垃圾，包括塑料，重金属污染等。作为家里唯一懂电气的人，我还得承受使用不便所产生的各种抱怨，并费劲的解释为什么这个不适合那个。于是，某天，另一半对我说，你把这些适配器全部统一成多功能的吧，让用电器去告诉适配器该输出什么就行了。我觉得这个想法非常有价值，就撰写了申请号为：201210007717.X的专利，并提交专利局审查。时间过的很快，2014年，我第一次阅读TYPE-C 及USB PD2.0的规范。我几乎是在瞬间就明白了它们所承载的使命。TYPE-C与USB PD2.0的推出，将会从根本上解决我们生活中，涉及到电子产品供电的混乱局面。它是怎么做到的呢？ 让我们来看看： 第一步，适配器在连接建立后，会通过CC线进行广播，告诉连接的另外一方，适配器能够提供多少种电压以及对应的电流。 图1 Macbook 原装适配器的PD通信波形 图2 Google 原装适配器的PD通信波形 第二步，用电器在获悉适配器的供电能力之后，从中选择一个最适合自己的供电方式，并向适配器发送请求数据包。 图3 Macbook发送的Request数据包 第三步，适配器根据用电器的选择，评估自身的能力之后，发送“接受”命令。 图4 适配器发送的ACCEPT PD通信数据包 第四步，适配器进行内部电压变换，并向用电器发送“电源准备好”数据包。 图5 适配器发送的电源切换完毕 PD通信数据包   第五步，适配器向VBUS施加协商后的新的供电电压。 如果仅仅是一个进行供电管理。那么PD通信到此就已经完成了电压切换的任务。但是如果供电方不仅仅是一个适配器，而是一个HUB，甚至是支持HDMI输出的HUB，那么，PD将还需要进行更多的协商，以达到系统预设的其他功能。 其中，包括了数据传输角色的转换、VDM通信、DP信号配置等。 图6 苹果原装USB DOCK发送的DR_SWAP数据包 图7 苹果原装USB DOCK发送的DP Configure数据包   图8 苹果原装USB DOCK发送的Enter Mode数据包让Macbook输出DP信号   图8 苹果原装USB DOCK发送的unstruct VDM数据包属于私有通信 以上波形都来自对实际PD通信过程的监控，采用了乐得瑞在业界率先量产的PD逻辑分析仪—LDRPD01。   图9 LDRPD01分析仪对DOCK与MACBOOK的通信过程进行监控   图10 LDRPD01分析仪对GOOGLE Chromebook 充电过程的PD通信进行监控   此监控系统可以为USB PD相关产品的从业人员提供非常有价值的参考，准确掌握PD通信过程的错误信息。如有需要，欢迎加微信13510191269。 与QC2.0的区别：首先从名字上就看一窥端倪，PD是Power Delivery，关注的是两个或者多个设备，甚至是一个基于USB接口的智能电网的电能传输过程，电能传输可以是双方向的，甚至是组网的，可以具备系统级供电策略。而QC是Quick Charge仅仅关注的是快速充电问题，电能传输是单方向的，不具备电能组网能力，不支持除了供电以外的其他功能。 QC2.0 关注的是一个充电设备和一个被充电设备 USB PD 解决的是一个电能传输网络的平衡问题 综上分析我们可以看出，USB PD不仅为消费类电子带来了形式多样接口应用，还承载着未来消费类电子以及部分家用电器的供电管理智能化的使命，将能够比较好的解决目前供电方式混乱，各种适配器及连接线严重浪费社会资源，污染自然环境的情况。深圳市乐得瑞科技有限公司，致力于USB TYPE-C接口及USB PD2.0相关应用技术的开发，已经推出支持TYPE-C接口芯片的LDR6013，以及支持USB PD 2.0的芯片LDR6021等，积极配合USB-IF组织共同推进这一有利于人类社会的重大改革。

   USB TYPE-C，是两个词，首先是USB，说明它是由USB-IF组织发布的，其次是TYPE-C，C是接口物理形式的版本号，相对于TYPE-A,TYPE-B而言的升级版。正如USB3.1是相对于USB2.0, USB1.0的升级版一样，只不过，1,2,3阿拉伯数字的版本号，是相对于接口数据传输协议而言，A,B,C，则是相对于接口的物理形式进行的规定。过去的10多年里，A口普通消费者用的最多的，即普通电脑上那个USB口，称为A口母座，对应的插头，称为A口公座，A口主要的作用是作为数据及电源的下行端口，即拥有A口母座的设备，在电源上来说，属于供电设备(TYPE-C中称为SRC即SOURCE)，在数据传输上来说，属于HOST(TYPE-C中称为DFP即Down Stream port)。B口，则反过来，属于用电方(TYPE-C中的 SNK即SINK)，数据传输上属于Slaver（TYPE-C中的UFP即UP Stream port）。最开始发布的B口，是方型的，做工业类应用比较多，因为体积大，又先后发布了Mini USB 和 Micro USB，其中的Micro USB形式的B口，成为了现在安卓手机的标配。TYPE-C口的目的，则是把A口和B口合并起来，让一个口，既可以担当HOST，又可以担当SLAVER。TYPE-C带来的变化包括：   第一、电能传输与传统USB的差异。USB Typc-C的特点在于，所有支持TYPE-C接口标准的设备都可以通过接口规范中的CC引脚来向连接的另一方宣称自己占用VBUS的意愿（即传统USB的正端连接线），较强意愿的一方最终向VBUS输出电压和电流，另一方则接受VBUS总线的供电，或者仍然拒绝接受供电，但不影响传输功能。为了能够更方面的使用这个总线定义。Type-C接口芯片(例如LDR6013)，一般把从电源特性上把设备分为四种角色：SRC,TRY.SRC,DRP,SNK，这四种角色占用VBUS总线的意愿依次递减。其中SRC相当于适配器，会持续想要向VBUS输出电压，TRY.SRC相当于移动电源，只有当遇上适配器时，才放弃输出VBUS，DRP相当于手机，正常情况下，都期待对方给自己供电，但是遇上比自己还弱的设备时，则也勉为其难的向对方输出， SNK是不对外输出电能的，一般为弱电池设备，或者无电池设备，例如u盘，鼠标，蓝牙耳机。 第二、数据传输差异。传统的USB接口，一般内部只有一个业务处理单元，例如USB3.0处理芯片，HDMI处理芯片，USB2.0处理芯片等。而TYPE-C接口，允许最多三组业务处理单元，可以通过对模拟开关的控制，同时支持两组USB数据传输业务加一组HDMI信号传输业务。或者是三组的任意组合。所以，一个TYPEC接口，最多可以支持三组传输加一组供电，共4种功能。 第三、物理接触及电能传输能力差异。USB TYPE-C支持正反插，由于正反两面一共具有四组电源和地，在功率支持上又饿大幅度的提升，最高支持20V，5A 100瓦传输能力。将带来传统用电器供电的革命。 除了在手持设备接口上的一统天下之外，未来的家庭供电系统中，TypeC将占据重要地位，从而把呼吁了多年的直流入户落到实处。 来自：Http://www.legendary.net.cn     

经过在华强北电子市场排队一个小时，笔者顺利买到了期待已久的乐1，结合之前的NOKIA平板电脑N1，苹果全新MACBOOK，终于集齐了手机、平板、笔记本电脑三种TYPE-C接口设备(能兑换极品装备吗？^_^)。迷你小巧、正反相同、双向可接；可集电源、音频、视频、数据传输于一“口”，这传说中的极品接口，在三款设备上究竟给我们消费者带来了什么呢？笔者对照 USB IF组织发布的USB TYPE-C 标准1.1对三种设备进行了初步测试。   在测试之前，先普及一个基本知识，与USB TYPE-C物理接口相关的标准一共有三个：USB Type-C 1.1, USB PD 2.0, Battery Charging 1.2，如果3个协议全部支持，则可以实现Type-C的所有优势特性。Type-C把设备的角色在供电和数据传输上进行了分离。电能传输上分为SRC（即供电方，例如适配器），SNK（即受电方，例如U盘）。对于既能够承担SRC角色，又能够承担SNK角色的设备，则称为DRP设备(例如笔记本电脑和手机)。在DRP设备中，有一类特别倾向于成为SRC设备的Device，称为Try.SRC设备（例如移动电源）。数据传输角色上，分为DFP(即传统的HOST)和UFP（即传统的Device或者Slave）默认情况下，SRC即为DFP，SNK即为UFP，如果要改变这种默认的搭配，则要使用USB PD 2.0通信协议进行ROLE_SWAP。所有这些角色定义及角色切换，都是通过USB TYPE-C协议中的CC逻辑芯片来实现的。 一、MACBOOK 第一项测试，TYPE-C口CC逻辑测试，通过一根特殊的TYPE-C线，我们把MACBOOK的CC逻辑引脚引了出来，经过示波器测试，上面有50ms的方波存在，证明是TYPE-C标准的DRP设备，即Dual Role Port，既可以用适配器通过这个口给MAC BOOK充电，也可以通过这个口给手机充电。通过苹果原装适配器给MAC BOOK充电时，可以明显的在CC引脚上观测到USB PD的通信波形，通信成功后，供电电压从5V升高到14.5V。 第二项测试，充放电测试。第一步，用任意5V适配器，接上基于乐得瑞LDR6013 TYPE-C接口芯片的充电转接线(同时处理了Type-C协议和BC1.2协议)，都可以顺利的给MACBOOK充电，在电源稳定的情况下，最大充电电流为2.8安培。第二步，用一个C口转A母座转接头，利用MACBOOK给IPHONE6 PLUS充电，非常正常。至此已经说明了MAC BOOK属于DRP设备。第三部，判断MACBOOK是否属于DRP设备中的Try.SRC设备。用基于乐得瑞LDR6013芯片设计的Try.SRC移动电源给MACBOOK充电，100%成功。证明了MACBOOK属于非Try.SRC的DRP设备（如果是Try.SCR遇上Try.SRC则充电方向具有随机性）。 第三项测试，数据传输，用自制的TYPE-C口转A母座转化器，接上IPHONE，数据传输正常，经过查看说明书及网上资料，MACBOOK支持USB3.1 gen1 host，向下兼容USB 3.0及USB2.0. 花絮：测试过程中，C口出现损坏，幸好在7天内，进行了免费的换货，苹果的售后还是相当不错的，可以当天就换到全新的机器。   二、乐1 第一项测试，TYPE-C口CC逻辑测试，经过测试乐1的CC为一个上拉电阻或者一个上拉电流源，无扫描波形。因此，基本确认它属于DFP设备，也即是说，在C协议上，它把自己定义为一个适配器。 第二项测试，充放电测试。第一项测试已经提示我们，乐1是个DFP，为了验证这问题，我们用MACBOOK的原装数据线把乐1和MACBOOK的TYPE-C口相连，神奇的事情发生了，乐1在给MACBOOK充电，好吧，我承认了，乐1确实把自己定义成了一个适配器。它能够给C口的SNK或者DRP设备充电。第二步，我们用MACBOOK原装适配器和原装线给乐1充电，结果是，没反应。那是预料之中的，这相当于把两个适配器连在一起，当然是没有反应了。第三步，用乐得瑞A口转C口的线给乐1充电，接上任意5V适配器，都能够顺利达到1.4A充电电流。说明乐1只能够通过A口转C进行充电，不能够接入到标准的C口适配器。 第三项测试，数据传输测试。第一步，把乐1接上windows电脑，可以顺利的认到一个U盘，与普通的安卓手机没有区别。这表明他可以作为一个USB2.0 Device。 第二步，用一个C口转A母座转接器，把一个U盘接到乐1，可以顺利的读到U盘，并且播放里面的音视频文件，表明乐1可以作为一个USB 2.0 HOST。 花絮：测试过程中发现乐1屏幕上方边缘会偏亮，漏光明显。这个...无力吐槽。 三、NOKIA N1 第一项测试，TYPE-C口CC逻辑测试，经过测试N1的CC口为悬空！也就是说，它完全不是一个TYPE-C设备，仅仅是外观采用TYPE-C接口，因此能够支持正反插而已。 第二项，不用测了。 第三项，不用测了。 以下是测试结果，请各位专家多多指正，也算是抛文引砖了。 产品 TYPE-C设备类型 数据接口 接口标准 备注 Macbook DRP USB3.1 HOST 充放兼容TYPE-C 1.1、USB PD 2.0、Battery charging 1.2 可通过USB-IF认证 乐1 DFP USB2.0 HOST and Device 放电兼容TYPE-C、充电为非TYPE-C设备、不支持PD DFP部分可通过USB-IF认证 NOKIA N1 IS NOT TYPE-C Device USB2.0 Device 充放都不兼容TYPE-C 纯粹的TYPE-C当Micro USB使用 值得称赞的是苹果，对USB TYPE-C 1.1, USB PD 2.0, Battery Charging 1.2三项标准的严格遵守，为业界的TYPE-C接口设备提供了典范。乐视的选择属于无奈之举，因为不像苹果这样的老大，可以从芯片级玩到成品级。乐1设计阶段，市面上的TYPE-C接口芯片没有任何一家量产的，只能够退其次而求之了。如果能够用上乐得瑞的LDR6013,同时支持DFP，DRP，Try,SRC，UFP四种角色的Type-C芯片，则可以有更多的创意空间可以发挥了。 这次测试其实也带来了另外一个问题，TYPE-C标准的本意，是要统一接口，避免社会资源的浪费。但是，目前这个阶段，能够给苹果充电的适配器以及连接线，无法给乐1充，而乐1的充电线，则无法给MACBOOK充(实测结果，充电电流是500mA，无法满足MACBOOK供电)，那么是否有两全其美的方案呢？答案是肯定的，乐得瑞已经针对这个问题设计了同时支持TYPE-C和BC 1.2的A口转C口连接线方案，能够同时满足给MACBOOK和乐1，N1充电，并兼容数据传输，目前已经导入到了移动电源业界，号称“无所不能充”的龙头老大进行生产，很快大家就会见到这个品牌的无所不能充的A口转C口充电线上市了。