[发明专利]一种USB Type C接口低成本实现结构及实现方法

说明书

本发明特别涉及一种USB Type C接口低成本实现结构及实现方法。该USB Type C接口低成本实现结构及实现方法，包括USB PHY芯片，复用器MUX，负载均分(Load Switch)芯片和EC控制芯片，采用EC(Embed Controller，嵌入式控制器)芯片代替PD微处理器；EC控制芯片通过I²C总线连接USB PHY芯片，通过LPC总线连接系统主芯片。该USB Type C接口低成本实现结构及实现方法，采用EC控制芯片代替PD微处理器，既能保证USB Type C接口的正常使用，又降低了开发和使用成本，提高了USB Type C接口开发和使用的经济效益，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，特别涉及一种USB Type C接口低成本实现结构及实现方法。

背景技术

USB Type-C，简称USB-C，是一种通用串行总线(USB)的硬件接口规范。2015年3月9日，全新MacBook首次在笔记本电脑上将电源接口、USB接口、DP接口、HDMI接口与VGA接口统一用一个USB Type C接口来承载，这是USB Type C接口技术第一次在消费级笔记本电脑的应用。随着USB Type C接口的到来，数据传输将更加便利。

总结说来，USB Type C接口具有以下特点：

1.最大数据传输速度达到10Gbit/秒，也是USB 3.1的标准；

2.Type C接口插座端的尺寸约为8.3mm×2.5mm纤薄设计；

3.支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，可承受1万次反复插拔；

4.配备Type C连接器的标准规格连接线可通过3A电流，同时还支持超出现有USB供电能力的“USB PD”，可以提供最大100W的电力。

目前，主流的USB Type C接口实现结构如附图1所示。现有的USB Type C接口实现结构，包括系统主芯片，系统电源，USB PHY芯片，复用器MUX(multiplexer)，负载均分(LoadSwitch)芯片，安全验证模块，切换芯片与信号转换模块，I/F保护模块和PD(PowerDelivery，功率输出)微处理器。由于PD微处理器成本较高，限制了USB Type C接口的推广使用和发展。

其中，负载均分(Load Switch)芯片，即负载开关。此类器件用于信号保护，能够自动将错误的负载来源隔离在系统之外。同时，还能提供进一步的保护，包括欠压/过压保护、反向电流保护、过温保护和可编程电流限制。

所述USB PHY芯片，即USB PD PHY，是控制器和协议应答器产品的组合，能够按照新的PD规格，建立Link操作并提供电力。

所述PD微处理器即PD MCU(Micro Control Unit，微控制单元)。USB Type C功能需要一定的决策制定复杂度，运行嵌入式固件的PD微处理器能够帮助简化操作。PD微处理器通过标准的32位ARM MCU实现，用于处理反向通道通信。

所述复用器MUX能够提供信号多路复用或解多路复用功能，重定向发射的信号到相同(多路复用)或不同(解多路复用)的连接端口。某些情况下，这两种功能结合在一起，组成交叉开关。这些开关使得Type-C接头能够支持“替代模式”(可翻转插入)功能。

所述切换芯片与信号转换模块包含USB3再驱动器和HDMI电平位移器/再驱动器。它们能够再生成USB信号、移除抖动、扩展通道传输并降低误码率。它们能够改进信号的眼图，延长链路距离，并有助于系统通过合规性测试。

所述安全验证用于安全身份验证和认证IC，能够支持各种加密协议、接口和规格。安全硬件和软件与认证的安全开发环境、生产设施和信任配置流互为补充，可确保最高水平的安全和信任。