通信电源柜接线图解(通信电源箱)

　　来源：半导体器件应用网作者：冼梅芳

　　随着电子设备对轻薄化以及小型化的不断追求，传统 USB 接口的“庞大”尺寸已经很难满足设备生产厂商和消费者的需求。此外，传统 USB 接口中需要反复拔插、寻找“正确”方向的问题也一直被消费者广为诟病，市场迫切需要一种类似 Lightning 接口般正反面均可插入的接口。

　　基于这些问题，USB 3.0推广团队在2013年12月公布了USB Type-C 连接器的渲染图。新版接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高100W)。其最大的特点是支持USB接口双面插入，正式解决了“USB永远插不准”的世界性难题。

　　有望成为标准接口

　　事实上，诺基亚N1在正式公布的时候，官方就表示该产品支持最新USB Type-C接口，不过这在当时并没有引起外界足够的重视。而让USB Type-C真正走入大众视线的是苹果全新一代的MacBook，这也是USB Type-C第一次在消费级笔记本电脑的应用。一时间，Type-C声名鹊起。

　　随着市场关注度的提升，USB Type-C得到了更广泛的支持，众多厂商都推出了USB Type-C接口产品。Fairchild首席战略营销经理 Julie Stultz认为，Type-C 将在未来几年中逐渐取代现有的 USB 接口，成为标准接口。而高端设备采用 Type-C 接口的势头已经很强劲。同时，Julie Stultz也提到，Type-C 面临的挑战包括制造商在其产品中实现该接口的成本以及消费者将其电脑、智能手机和其他设备升级为使用 Type-C 接口的新版本所需的成本。“然而，随着产量越来越大，USB Type-C 接口在各种级别的设备中使用越来越普遍，成本也会降下来。”

　　莱迪思半导体公司表示，USB Type-C将毫无疑问地成为许多设备的主流端口，包括手机、笔记本电脑和平板电脑。目前，有关USB Type-C的担忧是它不像micro USB一样能够防水，而这个问题一旦解决，USB Type-C接口将更加受欢迎。“此外，相比USB Type-A和micro USB，实现USB Type-C所需的电路、连接器和电缆的成本较高。但随着产量的增长，成本将随之降低，届时对USB Type-C的使用将更加广泛”。

　　赛普拉斯半导体公司也表示，USB Type-C连接器将在未来成为无处不在的新型连接器，取代所有的USB Type-A和Type-B连接器。此外，它还将取代所有的DC电源连接器和所有的图形连接器。而赛普拉斯的策略是为用户提供实现这种转变所需的一切。

　　立錡科技股份有限公司行销处副处长詹振辉同样十分看好USB Type C接口的市场前景：“毫无疑问，Type C会成为未来连接所有电子设备的唯一标准。但目前需要解决成本上升以及安全提供100W电力的问题。”

　　持有相同观点的瑞发科半导体有限公司副总王立新表示，USB Type-C能成为新一代标准接口，但需要解决Type-C 连接器/线缆的生产良率与成本问题，以及Type-C相关芯片的上市速度、成本优化及成熟度和普及程度等问题。

　　高端应用最先普及 低端领域看成本

　　由于USB Type-C 是新型的接口，在未来一段时间内，它在电子设备领域的普及将受到成本以及兼容性等因素的影响。Julie Stultz认为电脑，尤其是高档笔记本电脑，以及平板电脑和智能手机将首先使用这种接口。苹果、乐视和谷歌已经在销售采用 USB Type-C 接口的设备，预计其他计算厂商也将紧跟其后。她坦言：“我们承认低端设备会滞后高端设备1至2年时间。主要是因为成本，但另一个因素是低端设备缺乏支持 Type-C 接口的电子元件。 目前很多开发都是针对更高端的元件，导致低端系统无法实现 Type-C 接口，因此需要单独实现。” 詹振辉也认为，笔记本电脑、充电器、手机、平板电脑、底座设备、显示器和电视机等将是USB Type-C接口最先普及的领域。

　　而莱迪思表示，USB Type-C的应用前景广阔，USB Type-C同样适用于低端产品。提供低于15W充电功率的USB2.0端口仅需改变其连接器即可支持USB Type-C，无需其他电路或额外成本。

　　谈到成本问题，詹振辉透露：“基于我们的系统和电源技术，我们的USB Type-C产品能够为客户提供最高的性能、最高的集成度、最低的BOM成本。”而莱迪思最新的USB Type-C解决方案扫除了电缆配置功能所需的额外元器件，以减低成本。此外，许多设计工程师正在探索通过使用专用器件实现PD的PHY层并使用现有的微处理器实现规范层的系统划分来降低成本。

　　赛普拉斯认为，USB Type-C接口将最快在计算产品普及。紧随其后的是所有PC外设、智能手机和平板电脑领域。而汽车市场也将转变，以便能在智能手机转向Type-C时做好准备。然而，采用USB规范并将其转化为能够快速上市产品的过程较为艰难。而赛普拉斯通过发布EZ-PD?系列端口控制器，简化了这个过程。

　　而针对成本问题，赛普拉斯表示，成本有很多形式。例如：雇佣工程师设计产品的研发成本、器件成本、使用平台验证相关产品和其它众多产品的成本、制造成本、库存成本、支持成本、退货成本和故障分析成本等。赛普拉斯的EZ-PD? CCGx产品能够在所有这些方面实现低成本。

　　王立新对“USB Type-C会优先在高端产品上普及，低端产品很难渗透”的说法表示同意。同时他也谈道：“USB Type-C的采用和普及速度已远超预期。尤其是乐视、华为、联想以及一加等智能手机大厂的旗舰型号都已经采用了USB Type-C接口。而在低端产品的普及除了成本因素外，还有相关技术标准、相应认证测试实验室设备等就绪程度，以及产业链配套完善程度，如相关芯片、连接器、线缆、docking/dongle等。”他表示，瑞发科的优势来自所有相关技术。“我们的IP都是自主开发的，而我们的晶圆加工、封装测试供应链全在大陆。此外，我们与这些供应商已有USB3.0主控系列芯片的前期量产合作基础，会得到更好的价格支持”。

　　半导体厂商纷推解决方案

　　USB Type-C 拥有正反插、100W 供电以及10Gbit/秒的最大数据传输速度等特性，也因为如此，吸引了不少厂商的高度关注。然而，这些特性的实现，离不开强大的技术支持。

　　王立新认为，这要求控制芯片同时有传数据、供电、传视频等多种核心技术。他表示，瑞发科的USB Type-C产品的特点是产品线完整，“包括Type C Switch/MUX、PD controller、 E Marker、DP-HDMI、VGA convertor等。”其中，Type-C Switch/MUX产品提供了强大的均衡能力，可以满足成本更低、长度更长的线缆需求。

　　Julie Stultz表示，Type-C对基本控制器自身技术要求很少，可以在各种技术中采用。她表示，与竞争产品相比，Fairchild的解决方案消耗较少的功率。“我们的 FUSB300C 就是一个很好的例子。该产品采用极小的 1.2 mm x 1.2 mm WLCSP 封装，可让移动设备制造商在尺寸受限的设计中实现更大的灵活性。”

　　Fairchild首席战略营销经理 Julie Stultz

　　赛普拉斯表示，USB Type-C和USB-PD规范目前采用一条半边带总线，用于协商功率、角色和数据模式。而新的边带总线通信在配置通道上进行。这条USB Type-C及USB-PD配置通道不断变化的特性需要一个能够让用户将产品快速推向市场，并便于根据规范变化进行更新的端口控制器。为此，赛普拉斯推出了两款EZ-PD? USB Type-C及USB-PD端口控制器：EZ-PD? CCG1和EZ-PD? CCG2。据悉，EZ-PD? CCG1是市场上首款独立、可编程单芯片Type-C及USB-PD端口控制器，面向所有应用。而EZ-PD? CCG2则是市场上最小的独立、可编程单芯片Type-C及USB-PD端口控制器，同样面向小型化应用。

　　着眼于整个生态体系，莱迪思提供适用于任何USB Type-C应用的通信解决方案。传输音频、视频和USB3.1数据不仅需要正确的通信，还需要模拟开关快速传输高速信号，保证理想的信号完整性。因此，莱迪思的解决方案将速率高达5.0Gbps的USB3.1以及速率高达6.0Gbps的数字音频、视频传输集成到PD/CC端口控制器中。

　　詹振辉认为，Type-C的发展需要结合不同领域以及不同企业的技术，并集成微程序、通信以及功率控制技术等。而针对USB Type-C的发展，立錡科技提供了高集成度、安全的、全方位的解决方案。

　　低功耗、安全性不成难题

　　为了支撑USB Type-C高速运行，产品设计会增加一些器件，功耗方面会随之增大。而为了解决USB Type-C的功耗问题，各大厂商也推出了相关的解决方案。

　　Julie Stultz透露：“我们的FUSB340 超快速开关具有极低的功耗——仅12uA。而具有最相近性能的竞争解决方案需要5倍多的功率。”

　　赛普拉斯表示，Type-C规范定义了时延和高达15GHz的性能，未来还可以增加带宽。为了实现高速运行，需要在主机和设备的线缆和PD控制器中内置电子器件。此外，主机和设备中还需要内置模拟开关。而赛普拉斯的EZ-PD? CCGx端口控制器可以提供极低的睡眠功耗：睡眠状态为1.3 mA，深度睡眠状态为1.3μA。

　　对于大多数移动应用来说，功耗衡量的标准是当一个部件在监控USB Type-C接口等待设备插入时的静态功耗。而所有莱迪思解决方案的功耗均低于1mW。此外，莱迪思结合ASSP和FPGA技术，高效地提供成本优化的解决方案，FPGA的强项在于以低功耗实现时序关键功能。据悉，相比使用通用微处理器实现的USB Type-C PD功能，基于FPGA的解决方案可实现高达5倍的功耗节约。

　　詹振辉则谈到，立錡科技的USB Type C有绿色模式和深绿色模式让整个系统具有很低的待机功耗，并能满足严格标准。

　　王立新也提道：“低功耗设计是我们的核心技术优势之一， 这在前期USB3.0主控系列芯片的量产过程中就得到了证明。”

　　瑞发科半导体有限公司副总王立新

　　此外，研究人员表示USB Type-C易遭受固件上的攻击，担心黑客将病毒直接放入接头存储区，造成安全问题。而赛普拉斯方面表示，可编程USB Type-C端口控制器的确更易遭受恶意甚至存在无意错误的固件更新的攻击。但使用赛普拉斯的EZ-PD? CCGx端口控制器进行设计的客户正在结合运用其可编程性和一些安全手段，用以消除安装在这些Type-C应用上的错误固件所带来的风险。

　　USB Type-C使用现有的USB2.0和USB3.1数据连接，不会增加攻击风险。有些端口控制器可能允许使用电缆配置输入直接实现端口控制器重配置，可能导致潜在的攻击风险。而莱迪思禁止通过电缆配置输入直接重配置端口控制器，避免上述潜在风险。

　　而Julie Stultz表示，目前还没有遇到亲自经历这些漏洞的客户。“通常来说，消费者应该始终确保他们的设备连接到可靠的源。”

　　王立新则谈道：“我们的芯片硬件和固件都是自主研发的，不会对外公开内容细节。另外，Type-C这一类产品的复杂度很高。而我们在固件接口上还有完整性的校验。这些都保证了产品的保密性。”

　　未来，大量的电子设备将使用 USB Type-C，因此，中国和国外的IC公司都将迎来重大机遇。Julie Stultz认为，目前主要的挑战是USB Type-C 和功率输出标准仍在不断变化中，需要比以前的USB 接口更频繁地修改硅器件。

　　王立新则谈道：“我认为对我们这样拥有USB、Power、DP和HDMI核心技术的本土芯片企业是极好的机遇。对外资芯片企业而言，他们可能占有新品推出的首发先机。但在中后期比拼的成本，本地技术支持和服务方面会面临来自本土芯片企业的严峻挑战。”

　　而詹振辉则表示，目前中国本土IC企业在USB Type-C领域只有相产品，但拥有自主开发USB Type-C产品所需的技术仍需要一段时间的发展。

　　毫无疑问，USB Type-C已经在消费性电子产品领域掀起一场连接器革命。不少半导体厂商也摩拳擦掌，纷纷布局USB Type-C市场。然而，如何在这个市场取胜?技术才是硬道理!更多资讯：https://ic.big-bit.com/news/204512_p3.html

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