自(zì)從(cóng)USB-IF發布USB Type-C接口以來(lái)，筆(bǐ)記本産品爲了(le)更加輕薄美(měi)觀，悄悄開(kāi)始“精兵簡政”。一些(xiē)極端的廠(chǎng)商甚至把3.5mm接口、HDMI接口、USB-A接口都取消，隻留下(xià)USB Type-C接口。

極緻精簡的USB Type-C接口

出現(xiàn)這(zhè)種情況，是因爲舊接口功能(néng)或性能(néng)已不能(néng)滿足日益高(gāo)速通信的需求，但(dàn)更重要的原因是USB Type-C自(zì)誕生以來(lái)，就被賦予偉大(dà)使命——統一電源、音(yīn)頻、視(shì)頻接口。用(yòng)戶隻需插拔一次Type-C接口，即可實現(xiàn)筆(bǐ)電充電同時(shí)投屏或連接鼠标，在電源管理(lǐ)同時(shí)實現(xiàn)數據管理(lǐ)，從(cóng)而獲得更加極緻精簡的非凡産品體驗。

如此強大(dà)的體驗提升，需要依賴于USB Type-C接口的靈魂——PD協議(yì)（Power Delivery）。

通過PD協議(yì)進行 Alt Mode配置，除了(le)USB協議(yì)以外(wài)還允許其他(tā)協議(yì)在Type-C接口上(shàng)通過USB連接傳輸，比如DisplayPort、HDMI、MHL及Thunderbolt等。Alt Mode是USB Type-C實現(xiàn)接口統一的殺手锏，PD-HOST控制器和(hé)PD-DEVICE控制器與單純的PD電源控制器之間最大(dà)的區(qū)别就在于Alt Mode的支持。PD-HOST控制器和(hé)PD-DEVICE控制器在PD協議(yì)握手後，可通過結構化的VDM命令來(lái)實現(xiàn)配置以及進入或退出Alt Mode。

既然Alt Mode這(zhè)麽強大(dà)，那麽如何觸發進入DP Alt Mode？通過以下(xià)步驟即可實現(xiàn)：

①　Type-C接口通過CC偵測到(dào)設備接入

②　VBUS輸出5V電壓

③　通過CC與設備進行PDO協商，VBUS根據PD電源協商的結果進行調整

④　使用(yòng)結構化的VDM進行協商Alt Mode握手

⑤　Alt Mode握手成功，繼續進行DP link training來(lái)建立DP連接

⑥　USB和(hé)DP通道(dào)準備就緒進行Type-C數據和(hé)視(shì)頻信号傳輸

未來(lái)筆(bǐ)記本的USB Type-C接口發展方向

當前，通過USB Type-C接口，我們僅需一根線纜将筆(bǐ)記本與擴展塢連接，即可完成對(duì)筆(bǐ)記本電腦(nǎo)的充電、外(wài)接顯示器、外(wài)接鼠标鍵盤、網線連接、外(wài)置硬盤的連接工(gōng)作(zuò)。

依照筆(bǐ)記本廠(chǎng)商“化繁爲簡”的算(suàn)法公式，除了(le)現(xiàn)有的HDMI、VGA、3.5mm、Type-A、RJ45網線等接口，未來(lái)筆(bǐ)記本還有什(shén)麽功能(néng)可能(néng)會(huì)精減出去？答(dá)案是顯卡。

筆(bǐ)記本的便攜性和(hé)高(gāo)性能(néng)的矛盾不可調和(hé)：輕薄本采用(yòng)集成顯卡，雖然重量輕攜帶方便，但(dàn)應對(duì)遊戲及大(dà)型圖形軟件時(shí)性能(néng)不足。遊戲本往往過于厚重，随身攜帶極不方便。可謂是魚與熊掌難以兼得。

但(dàn)是，随着USB-IF推出USB4标準，并向下(xià)兼容USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB3.2和(hé)雷電3，得益于USB4接口最大(dà)吞吐量達到(dào)40Gbps，是現(xiàn)在常用(yòng)的USB3.0接口速度的8倍，能(néng)夠很(hěn)好(hǎo)滿足顯卡外(wài)置的需要，使得在筆(bǐ)記本電腦(nǎo)上(shàng)實現(xiàn)外(wài)接台式機顯卡成爲可能(néng)。

當筆(bǐ)記本的顯卡外(wài)置，我們日常外(wài)出可攜帶輕薄本，當需要玩(wán)遊戲及使用(yòng)大(dà)型圖形軟件時(shí)，可連接擴展塢以提升性能(néng)，非常方便。

芯海科技針對(duì)筆(bǐ)記本USB Type-C的産品開(kāi)發

基于上(shàng)述應用(yòng)背景，芯海科技針對(duì)PD-HOST和(hé)PD-DEVICE特性，精心設計(jì)CS32G051芯片。CS32G051芯片資源如下(xià)：

CS32G051芯片模塊資源圖

◆ 支持FRS功能(néng)

CS32G051集成硬件化FRS信号檢測，可精準檢測Device端60-120us的FRS脈沖信号，具有檢測時(shí)間精準、響應速度快(kuài)的特點，可靈活設置以兼容市場上(shàng)的USB Type-C接口擴展塢産品。

◆ 支持多種低(dī)功耗模式

CS32G051集成USB Type-C接口PD協議(yì)低(dī)功耗模塊，可以做到(dào)睡眠期間實時(shí)偵測CC電平信号，快(kuài)速響應Type-C接口插拔事(shì)件。另外(wài)在PD設備常連接狀态下(xià)，CS32G051也(yě)可進入低(dī)功耗睡眠狀态，有PD通信數據流即可實時(shí)喚醒系統，從(cóng)低(dī)功耗睡眠狀态切換到(dào)正常PD通信狀态，可做到(dào)數據0丢包。低(dī)功耗狀态工(gōng)作(zuò)電流可做到(dào)＜500uA@3.3V。

◆ 支持多種ALT Mode

CS32G051的PD協議(yì)通過結構化的VDM命令實現(xiàn)配置，以進入或退出ALT Mode。PD協議(yì)棧可靈活定制适配不同的ALT Mode，包括DP Mode、USB4 Mode等。

◆ 支持UVDM定制

CS32G051除了(le)支持結構化的VDM命令，還支持非結構化的UVDM，用(yòng)戶産品可通過自(zì)定義UVDM定制化自(zì)己的生态鏈産品，如超級快(kuài)充、超低(dī)功耗模式、DEBUG模式等。

◆ 集成BC1.2模塊、USB2.0 SWITCH和(hé)SBU SWITCH

CS32G051 BC1.2模塊、USB2.0 Switch和(hé)SBU Switch，通過BC1.2模塊自(zì)動識别接入設備的類型。如果接入的是SDP端口或CDP端口，CS32G051 控制USB2.0 Switch讓DP\DM導通到(dào)SOC端，如果接入的是DCP端口，CS32G051 控制USB2.0 Switch讓DP\DM導通到(dào)BC1.2模塊。另外(wài)，CS32G051 通過Type-C模塊可識别到(dào)正反插狀态，進一步控制SBU Switch進行正反插控制。

支持多種快(kuài)充協議(yì)

CS32G051 集成多種協議(yì)棧，除了(le)PD協議(yì)外(wài)，還可以支持到(dào)SCP、AFC、QC2.0/3.0等多種快(kuài)充協議(yì)。

芯海科技PD系列芯片全場景應用(yòng)領域

芯海科技作(zuò)爲國内首批推出PD MCU的芯片原廠(chǎng)，參與中國快(kuài)充行業标準UFCS制定。公司PD系列芯片産品迄今已曆經三次叠代，提供全方位的快(kuài)充協議(yì)支持，可使用(yòng)一顆協議(yì)芯片，完成充放(fàng)電、投屏、數據通信等功能(néng)，幫助客戶簡化産品設計(jì)同時(shí)增加産品賣點，并廣泛應用(yòng)于筆(bǐ)記本、PC Host、便攜顯示屏、HUB、Dock等全場景應用(yòng)領