USB Type-C 时代来临 USB不再那么简单

来源:EET电子产品世界 作者:------ 时间:2015-10-08 09:42

晶片 type-c

  包括Cypress、德州仪器(TI)、恩智浦半导体(NXP )、莱迪思半导体(Lattice)、Analogix与Pericom等多家晶片供应商今夏都在忙着推出USB Type-C晶片。而随着产品加速推出,USB Type-C晶片的稀缺时代很快即将成为过去。

  有些供应商就选择在日前于美国旧金山举行的英特尔开发者论坛(IDF)上发布产品。

  很明显地,对于系统供应商来说,USB Type-C搭载的许多新功能将会带来诸多亮点,但是对于消费者来说呢?分析师认为,现在看起来还有些过早,而且还可能会为消费者带来潜在的困惑。


  Type-C应用在哪里?

  IHS Technology资深首席分析师Brian O'Rourke认为,USB Type-C用得最好的两个产品现在仍然是苹果(Apple)的12寸MacBook(使用一个USB Type-C连接器)和Google Chrome Pixel笔记型电脑(有两个Type-C埠)。“其它的采用Type-C的产品还包括Nokia N1平板电脑、LaCie外接硬碟以及SanDisk USB Type-C随身碟。”

  不过,USB Type-C终端产品的发展快速,并正扩展各种应用。

  例如,华硕(ASUS)在8月发表的新款ZenPad S 8.0 Z580CA,就带有一个新的USB Type-C连接器。Google下一代Nexus智慧型手机据说也会有Type-C介面。 LG制造的是5.2寸版本,而华为制造的是5.7寸手机,据说都会有USB Type-C埠。

  ABI Research首席分析师Michael Inouye同意USB Type-C特别适用于智慧型手机,“因为这类装置通常都只需要一个连接埠,而且有很大的市场动力正推动像USB Type-C这样统一的方案进展。”

  随着汽车产业更加密切地与行动消费电子产品结合,Inouye认为Type-C能“为汽车应用的目标带来更舒适的解决方案。”

  Inouye还认为扩充基座(docking station)将成为UBS Type-C市场的关键,它可以让消费者“简单地将电线连接到座上,而无需使用很多条线。”有了Type-C,就不必再插一根电线到墙上,同时再用一条 USB线,然后再加上另一条线作为视讯输出。

  USB Type-C的三大基本分类

  除了可反插的连接器之外,USB Type-C的好处还有很多。IHS的分析师O'Rourke 认为USB Type-C基本上可分为三大类:

  .USB 3.1仅用于传输数据。它是下一代的USB标准,数据传输率提高到10Gbps;

  .USB 电力传输规格Power Delivery (2.0)提供最高可达到100W的充电功率;

  .USB Alternate 模式透过Type-C线缆和连接器,提供DisplayPort和/或SuperMHL功能。

  因此,晶片供应商正瞄准不同的应用,开发出一系列具有不同功能特色的USB Type-C产品。


  Type-C的杀手级应用:Power Delivery

  在所有的USB Type-C功能中,O'Rourke认为“电力传输是USB Type-C的杀手级应用。”

  它可实现同时传输数据和不同装置间充电的功能,他说。其中一个应用场景是一台笔记型电脑插到墙上的同时还连接到平板电脑。这台笔记型电脑可以在传输资料文件的同时,也为平板电脑充电。

  此外,O'Rourke补充说,“电力传输在不同装置之间是可转让的,如果两台都有Type-C电力传输功能的装置连接时,彼此就可以互相充电。”

  简单而言,例如,您的平板电脑能为手机充电,或是您的手机可以为你的蓝牙耳机充电。以往电力的流动是单向的,现在则是双向流动。

  O'Rourke预测,“长远来看,目前的PC、平板电脑和Dock这些有很多连接器的装置,等到将来有了搭载更多功能特色的Type-C之后,其连接器的数量会变得越来越少。”

  区别不同的晶片方案

  自从Cypress在今年2月宣布首款整合的单晶片USB Type-C埠控制器之后,其它的连接器晶片重量级厂商也都在今年夏天抢搭这一波USB Type-C浪潮。

  TI在7月间推出首款整合USB Type-C和USB供电控制器的多合一方案,其中还整合了一个电源开关和数据多工器埠。

  NXP同样在7月份发布所谓“业界首款安全的USB Type-C解决方案”,整合了身份验证和快速充电功能。NXP声称这种身份验证功能有助于验证装置的真伪。例如,它可协助“在快速充电之前,先检测该电源是真是假,”据NXP说。

  到今天为止,USB Type-C晶片已经有不同的特点和架构了。

  有些Type-C晶片整合了ARM Cortex0之类的微控制器(MCU),Cypress就属于这一类。“对于那些没有MUC的系统来说,这将是非常理想的充电方式,”Lattice消费市场资深总监Cheng Hwee Chee说。

  但是如果你计划在智能手机或平板电脑上增加Type-C埠,Chee反问道,“你可能会打算让系统的主CPU或应用处理器来处理装置策略管理或策略引擎。 但是,与此同时,USB Type- C控制器只会遵守配置通道(Configuration Channel)、电力传输(Power Delivery;PD)和PHY。”

  在主控系统的应用处理器和Type-C埠控制器的MCU之间,由于软体升级带来的时序不匹配问题可能造成去耦的后果,他解释道。此外,如果是在Type- C 埠控制器和主控系统中分别采用1款MCU,也可能导致效率低的情况,他补充说,尤其是其中一个主控系统已经内建自己的MCU了。

  Lattice在今年首度参加IDF,积极地向英特尔的用户社群展示该公司正致力于成为USB Type-C市场上的重要厂商。

  Lattice发布了三款新的USB Type-C埠控制器。包括针对智慧型手机应用的CSP 封装Sil7012、用于笔记型电脑及周边配件的QFN封装Sil7013,以及Sil7014,支援建置在Type-C上执行DisplayPort所 需的附属通道(AUX)和热插拔侦测(HPD)讯号。

  Lattice强调,SiI7012与SiI7013可透过USB Type-C连接器侦测与解码配置通道与双相遮罩程式码讯息机制,而无需使用分离式元件。

  这些USB Type-C控制器可用于提升外部CPU能力,包括应用处理器和嵌入式控制器,以降低USB Type-C的成本,Chee说。

  Lattice的三款新品将同时支援稍早发布的其他两款USB Type-C解决方案,该方案使用USB Alternate Modes执行superMHL,整合了视讯交换。Lattice之前还宣布过另外两款Type-C晶片:用于充电器的UC110,以及用于dongle 上的UC140。

  消费者的困惑

  USB Type-C提供了很多的新功能,其中之一就是可以反插。但它也可能让消费者感到困惑。

  “USB历史上的卖点之一就是它的简单易用性,” O'Rourke说道。“它被虚拟应用在每一台PC、消费电子和行动装置上,消费者只要简单地插上它,就可以快速地传输数据。”

  USB Type-C提供多合一的解决方案

  (来源:Lattice Semiconductor)

  现在UBS 3.1 Type-C能够以USB 2.0的速率或是USB 3.1的速率传输原始数据,他指出,它还能传输视讯,无论是透过USB、Display Port和SuperMHL Alternate模式。它也可能传输电力 。 O'Rourke 问道:“展望未来,消费者怎么会知道他们的哪些装置上会着什么样的USB Type-C功能?”

  ABI的Inouye同意上述观点。“当今市场上,消费者会看看电视机或显示器后面的那些连接埠,以便确定自己是否需要准备HDMI、 DisplayPort或 是MHL(或标出该HDMI埠是否支援MHL等,”他说,“将来如果装置只是配有USB Type-C埠,而没有任何标签,那消费者可能无法以目测判断,他们可能会在手机上插入一根Type-C线,并连接到大萤幕上,但却找不到视讯讯号,例如 如果手机支援MHL,但显示器却只支援DP的情况下。”

  O'Rourke说,USB开发者论坛(USB Implementers Forum)已经宣布一项商标(Logo)计划,用于标示装置是否支援电力传输、ALT模式和USB类型。但他指出,“要在一个非常非常小的连接器上透过 logo来沟通并显示各种不同的USB Type-C,这可能会十分困难。”



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