从树莓派4 USB-C设计问题

发布日期：2019-11-13 17:20:33
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近期，树莓派4 Model B（树莓派4B）宣布公布，从解决工作能力，通讯方法，对外开放接口都开展了多方位的升級，为嵌入式开发者产生了福利。接到货后，许多开发人员满怀兴奋的情绪刚开始试着应用，結果却发觉USB-C接口在设计方案规范化上出現了比较严重的难题。
带USB-C接口的树莓派4

历经实际上检测发觉，树莓派4上边的这一USB-C接口，其CC1和CC2是联接在一起的，并同用了一颗5.1k的电阻下拉菜单到地。

这一设计方案看起来十分恰当，USB-C接口的控制保证了完美简易，只必须一颗5.1k下拉菜单电阻。当外接的USB-C 数据线不是带Emark芯片的状况下，一起能够一切正常工作中。

由于这种USB-C数据线的CC2是悬在空中的，只能CC1有联接到对端，因此，这类数据线跟树莓派4B的USB-C接口母座一连起來，就很好的合乎了Sinkweb端设计标准，即CC1上，有一个5.1k的电阻下拉菜单到地。
树莓派4B在使用不带Emark 芯片的连接线时的连接情况

可是，USB TYPE-C标准里边，还要求了一种带Emark 芯片的数据线(Cable)，这类数据线的CC2上，有一个1K的下拉菜单电阻，用于告之DFPweb端CC鉴别芯片，必须往CC2上出示VCONN Source。

一旦跟那样的数据线相互连接，树莓派4 Model B就会出現比较严重难题，由于CC1和CC2相互连接后，会跟数据线上的1K到地电阻串联，产生一个比1k电阻还小的特性阻抗，进而考虑了USB-C标准中Audio Adapter Accessory Mode的联接标准，被开关电源端误以为是一个仿真模拟手机耳机机器设备，进而回绝供电。
树莓派4B在使用带Emark 芯片的连接线时的连接情况

根据图中人们能够看见，Emark电极连接线上的1k电阻会造成，CC1创建不成功，1k电阻和5.1k电阻的串联，会造成树莓派4B被觉得是一个Audio Adapter Accessory Mode。

处理这一难题的方式也非常简单，只必须在CC1和CC2上各接一个5.1K电阻到地，相互之间单独可以了。

树莓派4B在USB-C接口上的设计方案，实际上归属于新手入门设计方案，由于这一接口只是用于开展5V供电和一个USB2.0通讯罢了，并无繁杂的音频视频及USB 3.0作用。

在实际上的嵌入式开发中，一个USB-C接口的作用，将会远远不止而于。下边人们就功率供电供电、髙速数据信号传送、双C口DRP控制三点开展论述。

第一，必须应用USB-C接口来得到9V/12V/15V/20V的供电工作电压。

许多嵌入式系统具备比较复杂的作用，只是5V的供电，是没法符合要求的。那麼这一那时候，仅仅根据在CC1和CC2上独立设定5.1k下拉菜单电阻，就不足了，只是务必应用USB PD控制芯片，最好可以灵便配备各种各样工作电压的USB PD控制芯片，比如LDR6015和LDR6021就能够保持这一作用。

一些控制系统设计中，乃至期待USB PD控制芯片全自动去分辨电源适配器的最多输出功率档，让电源插头立即供货最多输出功率给嵌入式系统，这一那时候，就能够应用LDR6015Max，能够不用一切的控制，立即得到最多输出功率。

第二，必须应用USB-C接口开展髙速视频信号传送的应用程序开发。

USB-C接口，能够另外适配10G/b的USB 3.1Gen2传输数据和4K超清视频传送。可是要让Sink端进到DP ALT mode，这一对吧务必应用一颗USB PD Controller，比如LDR6282等。

这种USB PD控制芯片，当做的是一个交通出行管理人员的人物角色，根据USB PD通讯，对USB-C数据线内的髙速差分信号对通道开展配备，让网络信号和视频信号兼容到适合的差分信号对上。

第三，双C口DRP作用控制。

许多嵌入式应用不仅应用单独USB-C口，还将会会有2个USB-C口，在其中一个C口用以供电，此外一个C口用以开展高速数据及视频信号传送。

客户应用全过程中，并不确定性2个中的哪一个嘴会插上开关电源，或是计算机设备，因而必须考虑双C口盲插鉴别和控制，最典型性的运用是USB-C接口的显示器和家用投影仪。

这就归属于非常复杂的USB PD控制作用了。现在市面上只是有LDR6282能够考虑这一要求。

总的来说，人们能够看得出，针对USB-C接口只是用以供电和Debug作用的嵌入式系统，USB-C接口并不一定应用一切芯片控制，根据CC1和CC2分别单独下拉菜单一个5.1k电阻到地就能。针对必须采用功率供电或是超清视频传送作用的嵌入式设计，则务必要应用USB PD控制芯片。

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