USB-C自問(wèn)世后除了繼承以往即插即用的特性,再搭配上Windows OS所提供universal driver的加持以及額外增加的15W供電跟USB Power Delivery充電技術(shù)。綜合以上優(yōu)點(diǎn),USB裝置的普及獲得了進(jìn)一步的提升。但也因?yàn)閁SB-C的獨(dú)特性,使得USB裝置彼此之間的溝通比起過(guò)往來(lái)得更加復(fù)雜,無(wú)形之中也造成USB-C產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)上的難度。
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圖說(shuō):相較于傳統(tǒng)的USB接口,USB-C產(chǎn)品勢(shì)必有更多連接上的問(wèn)題需要品牌及開(kāi)發(fā)商努力克服。
USB-C裝置應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)與實(shí)例分享
USB連接離不開(kāi)三類(lèi)產(chǎn)品,主機(jī)端、線纜以及設(shè)備端。在設(shè)計(jì)這三類(lèi)產(chǎn)品時(shí),我們需要考慮它們的訊號(hào)傳輸質(zhì)量、電源(供電/壓降/耗電)穩(wěn)定性,以及主機(jī)端與裝置端的正確溝通。在過(guò)往使用傳統(tǒng)USB接頭的時(shí)代,電源角色比較好進(jìn)行識(shí)別,主機(jī)端跟供電端是一對(duì),設(shè)備端跟受電端是一對(duì)。一個(gè)蘿卜一個(gè)坑,由于不會(huì)搭配錯(cuò),使用情境上也相對(duì)簡(jiǎn)單。
但來(lái)到了USB-C,因?yàn)橐M(jìn)了DRP (Dual Role Power)這個(gè)新概念,目前最常見(jiàn)的應(yīng)用情境是設(shè)備端可以反向?qū)κ殖质剑◣щ姵兀┲鳈C(jī)端進(jìn)行充電。如果支持USB Power Delivery,更可以利用大瓦數(shù)(SPR: 100W,EPR: 240)來(lái)快速充飽電池,因此廠商在電源線路上的設(shè)計(jì)考慮上務(wù)必要審慎再三。
光談理論,或許有點(diǎn)難以想象,因此接下來(lái)我們將透過(guò)一個(gè)真實(shí)案例來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明,看看百佳泰是如何協(xié)助客戶(hù)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題,并且提出對(duì)應(yīng)的解決方案。
案例描述
- 主機(jī)端為一臺(tái)帶USB-C接頭的帶電池Notebook。該USB-C接頭支援USB Power Delivery & DisplayPort Alt. mode。
- 裝置端則為一臺(tái)帶USB-C接頭的大尺寸屏幕,該接頭支持USB Power Delivery & DisplayPort Alt. mode,可以提供100W的供電。
- 當(dāng)主機(jī)端與裝置端透過(guò)USB-C cable連接后,起初以Vbus 5V溝通供電正常,用DisplayPort Alt. mode傳輸視訊跟音頻也沒(méi)問(wèn)題。
- 可一旦供電電壓超過(guò)5V,過(guò)沒(méi)多久裝置端就會(huì)drop自動(dòng)重新識(shí)別。
- 重新識(shí)別后如果在Vbus 5V便能正常工作,否則超過(guò)5V便一直重復(fù)發(fā)生drop => 自動(dòng)重新識(shí)別的動(dòng)作。
案例分析
根據(jù)百佳泰的分析,我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在「Vbus從5V上升到其他大于5V的電壓時(shí),其爬升的Vbus slew rate過(guò)快,超過(guò)規(guī)定值(30 mV/us maximum)」,因此造成notebook端誤判OVP,使得整個(gè)環(huán)境不停重新reset。量測(cè)數(shù)據(jù)如下圖所示:
關(guān)于這項(xiàng)問(wèn)題,雖然在USB的認(rèn)證測(cè)試中最初有相關(guān)測(cè)項(xiàng)要求量測(cè)Vbus slew rate,但卻沒(méi)有針對(duì)量測(cè)方法進(jìn)行明確的官方定義,也造就了各家tester廠商開(kāi)始自定義量測(cè)方法,導(dǎo)致量測(cè)出來(lái)的數(shù)值不夠準(zhǔn)確。而在百佳泰提供協(xié)會(huì)建議后,協(xié)會(huì)統(tǒng)一了量測(cè)方法,目前我們可以透過(guò)以下四個(gè)測(cè)項(xiàng)來(lái)驗(yàn)證Vbus slew rate是否符合標(biāo)準(zhǔn),從而避免相關(guān)問(wèn)題的發(fā)生。
- PD.PS.SRC.1 Multiple Request Load Test
- PD.PS.SRC.2 PDO Transitions
- PD.PS.SNK.2 Initial Sink PDO Transitions Post PR Swap
- PD.PS.SNK.3 Multiple Request Load Test Post PR Swap
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