usb type-c被称为新1代接口标准受到广泛关注。它的“光环”在于传输速度高,可达10ghz超高速数据传输;正反可插,提供更人性化的使用体验;集多种端口功能于一体,更方便,同时type-c的充电速度相对于其他接口标准也有很大提升。
有这么多“内功”,其“成长”性也一路走强。ihs、abi research等多家分析机构的数据称,2016年全球使用usb type-c接口的消费电子设备仅为1亿部,预计2019年度将会超过20亿部,2020年约一半的智能和93%的笔记本电脑将采用usb type-c互联。然而,真要上看这一“峰值”,仍需直面一些难题。
须着重解决成本等问题
在不同应用中,usb type-c扮演的角色“不一”。安森美移动市场高级现场应用工程经理李文辉介绍说,如在智能平板电脑中,usb type-c主要用于充电接口,支持usb-pd和快充,通常仅一个插槽支持超高速数据;在pc方案中成为可实现超高速数据和作为宽范围的电源输入/输出端口;在适配器/壁式插座上仅为有源和可编程的电源(pps)接口,不支持超高速数据。
而usb type-c要在上述应用“铺陈”开来,还得过多重关。李文辉举例说,一些中小厂商还未使用type-c的原因在于一是价格;二是pin数不一,在材料和线材方面会增加成本。
此外,还要考虑快充功能。随着人们对充电的速度要求越来越高,usb type-c和quick charge(qc)已成为设备快充标准。当然,仅支持usb 2.0标准的type-c接口并不能实现快充。而要支持pd就又引发相关问题。李文辉提到,支持pd有不同的方案,成本很难计算,比如采用哪一款mcu对成本都会产生影响。
此外,因为“type-c端口能够集多种不同端口功能于一身”这个优点,这就从pc、电源适配器等都需要发生改变,势必将影响整个端口产业链,各方利益需要重新划分,这终是一个多方博弈的过程。但无论如何,将成本因素“权重”厘清之后,type-c终将迎来新的坦途。
以状态机取代mcu?
围绕这一后劲十足的市场,ic厂商亦均在集结发力。近日,安森美就推出全新usb type-c和pd控制器方案。
其发力点在于低功耗、小尺寸。据悉,此控制器功耗低于竞争方案近20倍,如市场上其他竞争方案的待机电流为50ua或110ua,而安森美的fusb301/a的待机电流仅有5ua。而在封装方面,安森美usb type-c方案采用1.2x1.3mm wlcsp和mlp封装,尺寸远小于市场上基于mcu的6x6mm封装方案。
这样的“真功夫”是如何实现的?原来安森美独辟蹊径,李文辉解读是使用了“状态机(state machine)”和自身特殊的生产工艺。他介绍说,基于mcu的方案需考虑内核与存储器的功耗,但状态机就不存在此类问题,不需要考虑内核,一旦程序固定之后,就只专注于指定类型的工作。还有此芯片在安森美自有工厂生产,采用了一些特殊工艺,因而进一步将功耗拉低。
而且不止于此,采用状态机的好处还在于更安全。李文辉解释说,采用mcu,可能会遭受非法侵入,而状态机基本上没有program,供电即自动执行。
因而,在选择时客户要考虑其应用的需求及标准。“有一些厂商觉得采用mcu会比较灵活,因为pd标准一直在变。mcu可以修改程序,但状态机不能,但这不是非此即彼的关系。” 李文辉指出,“有些移动设备对功耗要求比较高,还有些工业类应用如视频、安防对安全及稳定性要求比较高,那状态机将是更佳选择。”
“目前量产的产品是状态机型,全都支持type-c 1.1、1.2,后续会有一些更新产品会支持type-c 1.3。”李文辉强调。
全面解决方案
实现usb type-c不只是控制器的“独立战争”,还需要开关、端口保护、转接驱动器、电源转换等在内的一条龙方案,以适用于不同的应用场景和平台,并满足灵活、易于集成和设置的需求。参与厂商均在全力征战,安森美亦有备而来,提供包括转接驱动器、超高速开关、esd等全面方案。
要知道,usb type-c的传输速率可达到5gbps或10gbps,为了防止信号失真,以符合usb3.x眼图高度和总抖动规范,诸多厂商使用了转接驱动器来减少码间串扰。李文辉宣称,相比其它同类产品,安里亚此类器件可同时支持5gbps和10gbps的数据率,眼高增加20%,抖动降低20%。而其它方案或仅支持5gbps,或眼高和抖动表现不佳。
此外,安里亚还提供与usb type-c高速数据传输设计相关的器件如有源电缆、超高速开关、连接保护器等。同时,esd在高速数据传输中是不容忽视的一个重要环节,esd 的容值太大影响传输速度,太小起不到保护的作用,安里亚亦提供性价比高企的esd。
在电压层面,李文辉着重提到,竞争对手的电源电压高是3.6伏,而安森美做到了5伏,这样可兼顾工业类的应用,并且不需要多加一个降压dcdc来调节工作电压。
“安里亚提供type-c应用设计的一条龙服务。在硬件方面不仅提供一应俱全的控制器和周边器件,同时在软件方面提供兼容不同平台(如安卓系统等)的驱动
深圳市安里亚科技有限公司
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