企业官网建设流程全解析

一、简介

全功能的Type-C座包括4组差分信号，其中USB2.0有两组，USB3.2有2组，使用USB3.2 Gen1x1（USB3.0）和USB3.2 GEN2x1（USB3.1）时，用2组线中的1组，而USB3.2 Gen1x2和USB3.2 Gen2x2使用全部2组线。

1、Type-C接口

Type-C接⼝为USB3.2提供了2组共4个差分信号，每组包含⼀个Tx差分信号和⼀个Rx差分信号。 USB3.2 Gen1x1和USB3.2 Gen2x1，即早期的USB3.0和USB3.1，因其兼容Type-A接⼝，仅使⽤⼀组差分信号。Gen1x1传输速率为 5Gbps，Gen2x1较Gen1x1速率提升⼀倍，达到10Gbps。由于Type-C接⼝提供了2组差分信号，⽽Gen1x1和Gen2x1仅使⽤1组，可能使⽤2组中的任意1组。 USB3.2 Gen1x2和USB3.2 Gen2x2使⽤全部两组差分信号，Gen1x2传输速率为10Gbps，Gen2x2较Gen1x2速率提升⼀倍，达到 20Gbps。下表为USB3.2⽀持的四种标准。

2、Alternate Mode

简称Alt Mode，该模式使Type-C接口可以传输USB以外的其他协议的信号，如DP、HDMI、雷电、MHL和PCIE等，Alt Mode的控制通过USB PD协议实现。

3、信号传输方式

Alt Mode不限制传输的协议类型，只要Type-C带宽满⾜协议要求，且USB2.0不受影响，那么该协议就可以被⽀持。Alt Mode下， USB3.2的2组差分信号(TX1+RX1、TX2+RX2)和2条SBU边带线可⽤于传输其他协议(某些情况下Type-C公头的VCONN和空的B6、B7也 会被使⽤)，Alt Mode不占⽤USB2.0信号，因此Type-C的USB2.0和其他协议可以共存。

4、Type-C的USB3.0+DP的应用

使用Type-C的拓展坞传输DP信号是常见的Alt Mode应用形式。使用Alt Mode输出DP信号时，常用的处理方式有两种，两种方式下传输信号的带宽不同，对USB3.2 Gen2x1的支持不同。

Type-C口传输DP信号有两种模式：

1、DP+USB3.2

该模式下，DP1.2a支持传输分辨率2560x1600的视频信号或2组1080p视频信号；DP1.3可传输4k视频信号。DP的HPD信号经CC传输，Type-C原有的USB2.0和PD功能不受影响。线缆引脚使用情况如下：

2、纯DP

DP的HPD信号经CC传输，Type-C原有的USB2.0和PD功能不受影响。线缆引脚使用情况如下：

二、CH637实现DP+USB+PD的多功能HUB方案介绍

CH637是符合USB3.2 Gen1协议规范的7端口多功能USB超高速HUB控制器芯片，单芯片集成成 7 口 USB HUB 和 USB PD 功能。CH637 具有独立的 SS HUB 控制器和 USB2.0 HUB 控制器，内置 7 组 SS PHY、 8 组 USB2.0 PHY 和 3 组 PD PHY。CH637 芯片的上行端口支持 USB3.0 超高速 5Gbps、USB2.0 高速 480Mbps 和全速 12Mbps，下行端口支持 USB3.0 超高速、USB2.0 高速、全速和低速 1.5Mbps。

下图为 CH637 的系统框图。

想要实现USB+DP+PD等其他多功能的HUB，还得加一些外围芯片来实现。

CH637主要做PD控制器和USB HUB控制器的功能，要实现PD协议的转发需要控制电源转换电路的NMOS，还要提高CC引脚的耐压，可以在CH637的CC上接CH211，使用CH211控制NMOS，同时提升CC引脚耐压。

要实现网口、内存卡等外设功能，需要USB信号转换成网口和SD卡控制器，所以需要CH398做USB3.0转千兆网口，CH379实现SD卡转成USB大容量存储类设备。

DP信号是通过Type-C的Alt Mode实现的，使用的DP+USB的模式。

三、硬件参考设计

CH637的外围

外围去耦电容、晶振电路和模式配置引脚。

CH398外围，实现USB3.0转千兆网口。

CH398的USB3.0和USB2.0引脚接在CH637的USB下行口上，实现网口的功能。

CH379实现SD卡转USB的外围电路

P9接SD卡，CH379实现SD卡转USB，接在CH637的下行口上。

电源控制电路

CH637通过IIC控制两个CH211C实现提高CC引脚的耐压，控制电源转换电路。CH2024实现将VHV上的高压转换成5V给板子上的外围供电。CH2003V实现将5V电压将为1.2V和3.3V的内部供电。

方案的USB接口和DP接口的原理图

该参考方案是一个上行口为公头的参考方案，原理图中的P5为方案的数据上行口。P8是DP母座，引脚为母座的线序，port1-4为数据的下行口，都是母座的方案，其中port3为C口母座，可以接PD电源。port7口为USB2.0的下行口母座。

四、软件逻辑

当板子没有接PD电源时，单接UP口，由上行设备给板子供电，VBUS的电经过Q1NMOS给板子的VHV供电，CH637做USB3.0的拓展，由UP_CC1协商进入Alt Mode模式中的USB3.2+DP的模式，上行口为公头，所以B2B3是Lane1，A10A11是lane0，直接接到DP母座上，做DP_OUT，DP的方向是单向的。CH379和CH398实现USB转网口和SD卡的功能。

接上上行口之后，PD输入接入Port3口，检测到PH3CC上有上拉，判断接入PDsource设备，断开上行口的Q1，打开P3口的Q2，UPCC1发送PR_SWAP的消息，转换电源角色，由板子给上行口设备供电，然后UP_CC1把P3口检测到的PDO数据转发给上行口设备，转发时为了满足板子上其他外围的供电需求，可以做一部分的功率预扣，对P3口的PDO扣除一部分再将处理后的PDO发送给上行口。