USB Type-C设计优缺点解析
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新推出的可正反向插接的USB Type-C连接器向使用者保证可减少插接USB设备时的麻烦——不论插头以何种方式插入，连接都应该有效工作。 USB Type-C也对如下技术提供支持：数据速率高达10Gbit/s的USB 3.1规范、高达100W的功率输出、音频多路复用，以及可处理诸如与DisplayPort或MHL等视频信号的切换模式。 因此，数以百计的供应商正在推出支持USB Type-C的产品就不足为奇了。事实上，来自从连接线缆到笔记本电脑等许多领域的一百多家供应商参加了于2015年7月举行的第一届USB Type-C互连互通性测试，以对其产品和原型的互操作性进行了测试。 尽管目前业界已与USB打了几十年的交道，但实现Type-C连接仍然带来了诸多新的挑战。例如，当以10Gbit/s的数据速率运行时，数据线上的电压摆幅是低于0.5V的。设计者需要在连接接收端的物理层(PHY)里实现均衡器，来获取输入信号，这时，该信号眼图中的“眼睛”基本是闭合的，而需要实施必要的均衡以使信号眼图中的“眼睛”张开，同时，显示信号代表的是逻辑0或者逻辑1。 在实现Type-C连接时仍有许多其他挑战，尤其是在USB 3.1规范以10Gbit/s的全数据速率工作时最甚。 重新考虑PHY 例如，连接器的可正反插接特性需要在实现中对物理层进行重构。当以USB 2.0数据速率运行时，设计者可通过使用一对电阻去短接进入物理层的两条数据通路，从而去明示连接器以何种方式被插接。在较低的USB 2.0数据速率上，物理层拥有足够的性能裕量来处理短接数据通路所引发的反射。 对于USB 3.0和3.1数据速率而言，设计者需要实现两条数据通路，以处理更高的速率。通过一个方向上的连接器，系统连接到一条数据通路上，同时在另一个方向上，系统连接到另一条数据通路上。双数据通路是必要的，因为以5Gbit/s和10Gbit/s数据速率传输时，通过短接数据通路来明确方向，将会引发太多的信号反射，从而使数据分解。 设计者需要决定如何解决这个问题。一种解决方案是使用两个物理层，每个方向有一个物理层。双物理层解决方案的缺点是会占用20%到25%的额外面积，来实现两条超高速(SuperSpeed)数据通路和两条高速(Hi-Speed)数据通路，而且需要两组锁相环电路(PLL)及两组电源、接地和数据引脚。最终结果是一个系统拥有的高速(High-Speed)数据通路比其实际需求多出一条。 |
