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企業(yè)新聞
芯??萍糆C芯片CSC2E101的PD模塊應用
2022-11-03

近年來(lái),在筆記本電腦應用中,EC和PD成為了一對難舍難分的兄弟。隨著(zhù)Windows UCSI協(xié)議框架的提出,促使PD的動(dòng)態(tài)管理信息需通過(guò)EC傳遞給上層操作系統,EC與PD的交互就更加緊密。更有甚者,PD固件放在EC內部Flash中,PD上電后由EC將PD固件發(fā)送給 PD Controller,由此可見(jiàn)兩者緊密程度高度融合。

如圖1展示筆記本整體信息通信涉及到的模塊及物理架構。

圖1 USCI通信的拓撲結構

筆記本Type-c結構與PD應用

從產(chǎn)品應用結構來(lái)看,扁平化結構的Type-C相較于傳統的Type-A和Type-B結構有著(zhù)很大的優(yōu)勢,更加適合筆記本輕薄、便攜的技術(shù)方向。Type-C與PD的關(guān)系密不可分,在當前種類(lèi)眾多的充電協(xié)議面前,PD發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。Type-C集成了CC pin,為PD的通信起到了橋梁作用。

如圖2,展示當前Type家族的接口前視圖。

圖2 Type家族的接口前視圖

筆記本EC與PD的關(guān)系

EC跟PD是親密合作的兄弟,在筆記本的輕薄化、多樣化的應用中,起到了不小的作用。但是,當EC跟PD溝通不及時(shí)的時(shí)候,也會(huì )是一對冤家。當UCSI信息異常,究竟是EC傳遞信息傳錯,還是PD匯報信息出錯了呢?當EC在傳遞PD的message時(shí),因PD的某些不明原因,或會(huì )發(fā)生與PD的通信異常,并且EC在不了解PD發(fā)生什么情況的狀態(tài)下,匯報錯誤信息給到上層。

如圖3,展示UCSI信息異常時(shí)EC與PD關(guān)系。

圖3 UCSI信息異常

針對于上述UCSI信息異常時(shí)的情況,是否有更好的解決辦法呢?

芯??萍嫉腅C芯片CSC2E101很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。從PD所承載的功能來(lái)看,實(shí)際上是PD的PHY在起作用。從功能上來(lái)看,PD額外占據了一個(gè)內核,有些浪費資源。對此,CSC2E101將Type-C和PD集成為EC的子模塊,從而很好的解決了兩者通信異常的問(wèn)題。

如圖4是CSC2E101結構框圖。紅色框中是EC集成的PD和Type-C模塊。

圖4 CSC2E101結構圖

化解EC與PD的矛盾

既然無(wú)法化解EC與PD的矛盾,那么就直接實(shí)現EC與PD的融合。集成PD PHY的EC芯片CSC2E101,不僅有效地規避了PD與EC之間通信異常,同時(shí)很好地幫助終端客戶(hù)節約一顆PD芯片的成本。

1、CSC2E101的Type-C模塊

EC集成的PD模塊在cc通訊的加持下完成外部USB-C設備類(lèi)型的識別,并確定外部設備的數據角色是UFP還是DFP。Type-C模塊提供了與外部設備通信的硬件承載能力,包括利用PD協(xié)議識別線(xiàn)纜中嵌入e-mark芯片,為PD協(xié)議的交互了提供硬件承載。CSC2E101提供一組CC口,能夠滿(mǎn)足外部接入設備的開(kāi)銷(xiāo)。

該Type-C模塊具有如下功能:

◆ 可獨立配置5.1K的下拉和80/180/330uA的上拉電流源

◆ 支持死電池(dead battery)檢測

◆ 支持CC口自動(dòng)檢測和自動(dòng)掃描功能

◆ 支持快速角色交換功能

◆ 支持低功耗模式下設備接入自動(dòng)喚醒

圖5 CSC2E101中Type-C功能圖示

2、CSC2E101的PD 3.0模塊

CSC2E101內嵌PD模塊支持USB PD協(xié)議3.0,只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的軟件操作,即可實(shí)現響應的功能。

該PD模塊具有的特性如下:

◆ 1個(gè)USB PD3.0協(xié)議模塊

◆ 支持32Bytes發(fā)送FIFO和32Bytes接收FIFO

◆ 支持SOP、SOP’、SOP’’包收發(fā)

◆ 支持自動(dòng)回復GoodCRC

◆ 支持軟件配置MessageID寄存器

◆ PD通信接收閾值可配置

圖6 CS32E101中PD模塊特性

除了上述特性之外,CSC2E101的PD模塊還有如下功能:

(1)自動(dòng)回復GoodCRC可關(guān)閉和打開(kāi)

這個(gè)因開(kāi)發(fā)者而定,如果需要軟件回復GoodCRC,則需要掌握中斷產(chǎn)生的條件,否則會(huì )導致信息收發(fā)異常。

◆ 自動(dòng)回復GoodCRC,接收到Message后,在硬件回復GoodRCC完畢才會(huì )產(chǎn)生接收中斷

◆ 軟件回復GoodCRC,接收到Message后,硬件就會(huì )產(chǎn)生接收中斷

◆ 軟件回復GoodCRC,回復GoodCRC后會(huì )產(chǎn)生發(fā)送完成中斷。但是需要注意的是,接收到信息后需要等待25us后回復GoodCRC

◆ 軟件回復GoodCRC,在GoodCRC發(fā)送完畢后,再回復Message,等待接收到對方回復GoodCRC后,才會(huì )產(chǎn)生發(fā)送完成中斷

(2)發(fā)送超時(shí)

在進(jìn)行數據發(fā)送時(shí),發(fā)送完成數據1ms 內,如果信息沒(méi)有錯誤,接收方應該返回GoodCRC應答。當發(fā)送出去的信息超過(guò)1ms,還沒(méi)接收到 GoodCRC應答時(shí),則認為發(fā)送失敗,此時(shí)產(chǎn)生發(fā)送超時(shí),同時(shí)硬件支持重復機制。

(3)重發(fā)機制

步驟2觸發(fā)時(shí),如果開(kāi)發(fā)人員配置重發(fā)使能,在硬件未收到對方回復GoodCRC時(shí),則自動(dòng)自行重發(fā)。重復次數最高三次,如果超過(guò)三次,則會(huì )觸發(fā)復位機制。

(4)CRC錯誤

硬件會(huì )對Message HEAD和Data進(jìn)行CRC校驗,當接收信息的CRC錯誤時(shí),則不會(huì )返回GoodCRC應答,接收數據會(huì )被丟棄。同時(shí)也支持某些特殊場(chǎng)景的應用,通過(guò)配置CRC校驗錯誤是否回復GoodCRC,如配置使能,且使能自動(dòng)回復GoodCRC,則在校驗CRC錯誤時(shí),依舊回復GoodCRC。

(5)BIST模式

PD模式支持2種BIST模式,即BIST Carrier和BIST Test Data。

芯??萍糃SC2E101實(shí)現EC與PD的融合,不僅極大降低了EC開(kāi)發(fā)和PD開(kāi)發(fā)的矛盾,同時(shí)將PD的功能發(fā)揮得更好更穩定,最終能夠有效提升終端產(chǎn)品的性能穩定。

圖7展示 CSC2E101的PD功能圖,與圖1和圖3形成鮮明對比

圖7 CSC2E101 嵌入PD功能圖

CSC2E101的系統構建在PC領(lǐng)域具有開(kāi)創(chuàng )性?xún)r(jià)值,為終端客戶(hù)產(chǎn)品提供了更多選擇路徑,同時(shí)能夠為終端客戶(hù)節省開(kāi)發(fā)成本、創(chuàng )造更大價(jià)值,為終端消費用戶(hù)帶來(lái)更優(yōu)秀的產(chǎn)品體驗。


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