Type C之前的規范(TypeA、TypeB、等等),偏重于USB接口的“硬”的特性,如信號的個數、接口的形態、電氣特性、等等。TypeC在定義USB接口“硬”的特性的基礎上,增加了一些“軟”的內容,USB接口(僅僅指TypeC)擺脫了和USB的從屬關系,變成了一個可以和USB規范平起平坐的新規范。在USB升級到3.1的版本以后,物理接口全部采用Type C結構,實際應用的3.1標準的USB Type-C線材結構又不統一,故造成了許多亂象,直到了2019年,協會為了規范它們的功能和電氣化表現,協會就設定了一個門檻, 如果產品想支持5A大電流、USB 3.0或更高的傳輸速度以及視頻輸出功能, 都需要搭載E-Marker芯片。E-mark,全稱為:Electronically Marked Cable,封裝有E-Marker芯片的USB Type-C有源電纜,DFP和UFP利用PD協議可以讀取該電纜的屬性,包括電源傳輸能力,數據傳輸能力,ID等信息,簡單的說如果Type-C數據線上帶了E-Marker芯片(我們稱之為電子標簽),這個芯片可以通過USB供電規范2.0 BMC協議與USB端口通信。電子標簽電纜可用VCONN供電,也可以直接由Vbus供電,最高可消耗70mW的功率。兼容USB3.1的USB Type-C電纜,100W供電電纜。能夠實現60W以上功率承載能力的任何電纜都必須有電子標簽,并且能夠與DFP端口通信。帶電子標簽的電纜如果插入不支持USB供電規范2.0的插座中,其行為與標準的無源電纜完全相同。
USB4的E-mark芯片科普
E-Marker(Electronically Marked Cable) 可以簡單的理解為Type-C線的電子標簽,通過E-Marker芯片可以讀取線纜的設定的功能屬性, 如電源傳輸、數據傳輸、視頻傳輸和ID等。基于此,輸出端才能根據連接設備如手機或顯示器等,調整匹配的電壓/電流或音視頻信號。過去, E-Marker芯片一直需要進口, Cypress(賽普拉斯) 和Intel等都有E-Marker芯片的強勢產品, 蘋果曾向英特爾定制過E-Marker USB 4芯片JHL 7040使用在雷電接口上。近年來, 在部分國內公司的努力下, 能支持USB 4的國產E-maker芯片也已經開始商用。2020年10月, 成都易沖半導體推出了內地首顆、全球第5顆通過USB-IF USB 4認證的E-Marker芯片CPS 8821, 此后眾多公司也陸續在USB 4的E-Marker上推出相關產品。
使用E-mark第一原則
:如果您希望通過USB TYPE-C接口來提供超過5V的電壓,或者是超過3A的電流,那么一定需要TYPE-C接口芯片去實現USB PD協議.
使用E-mark第二原則
:如果您的設備使用5V電壓,并且不超過3A的電流。那就要看設備本身的供電特性和數據傳輸特性,如果設備本身只往外供電,或者只接受對方供電,并且供電角色與數據傳輸角色為默認搭配(即供電方為HOST,用電方為Slave或者device),那么你不需要TYPE-C芯片.
使用E-mark第三原則
:這兩個原則是用來判斷設備上是否需要TYPE-C芯片,另外一點很受關注的C-C傳輸線上是否需要用到E-MARKER芯片,這個判斷標準是,使用過程中,電流是否會超過3A?如果不超過,則可以不需要, A to C, B to C的線,則看是否需要實現Battery Charging協議,如果要實現,則可以使用LDR6013,帶來的好處是,既能夠實現充電,又能夠傳輸數據,避免某些不遵守Battery Charging協議的適配器無法給蘋果設備充電的問題
線纜行業芯片科普
如今的USB數據線都開始需要應用芯片,如果需要通過一根USB Type-C數據線就要實現高效的數據傳輸、高清視頻傳輸,以及強大的設備供電能力,需要芯片的能力來協助支持多個高速接口協議,包括USB4、DisplayPort 1.4a TX、PCI Express和Thunderbolt 4等,勢必需要芯片的支持,USB4路由器IP通過芯片構建了所有支持協議之間的有效連接,USB4線材需要IC一個是為了保證高速信號傳輸的質量,另一個是存線纜的相關信息,包括是否可以支持3A到5A的帶車載電流等。因為現在信號傳輸的速度更快了,目前最快單個通道傳輸達到20Gbps,線材又不能太短,為了保證信號質量,
一般會加Re-timer和Re-driver這類功能的芯片,Re-timer是恢復數據的作用,Re-driver對衰減消耗的信號進行增強的作用,這類IC可以保證高速信號在規定的距離內準確穩定傳輸。還有一類就是今天我們主題聊的叫做E-mark芯片,是支持USB PD協議通信的,
通過與這顆芯片通信,除了知道線纜的ID信息,還可以知道支持的電流能否超過3A,這樣就可以區分出大電流的線纜和3A以下的電纜了。既能滿足大電流的使用,有能保護3A以下的電纜,USB 3.0的時代傳輸速度最大5Gbps,帶載電流不會超過3A,所以就用不著以上IC了,未來隨著產品的升級換代,芯片將越來越多的被應用到產品中,所以不要誤會USB4產品的芯片只是
E-mark芯片
而已。
Type-C相關產業鏈備受關注5G 時代,硬件性能的提升和應用場景的豐富,都讓手機的功耗變得越來越大,手機的續航能力再次面臨挑戰。而受制于手機內部空間、手機重量以及安全問題,手機電池容量也無法無休止地增加,快充就成為解決續航問題的唯一路徑。自 2018 年以來,手機快充從 18W 逐漸拉高 40W 乃至更高的 65W。今年,手機行業有望邁進240W 快充時代,因此它的技術難度再次提高,挑戰與機遇并存。對于那些急于搶占USB4的企業來說,只有解決技術難題才能贏得客戶,贏得市場,即
將于2022年3月舉辦的深圳國際線纜展將攜各相關產商進行展示交流,擬邀請相關行業領先企業參加,歡迎大家來展會做深入交流。并將在同期邀請業界知名專家,針對USB4產品的相關測試要求和量測分析做深入研究和探討,盡情期待!END
審核編輯黃宇
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