乐得瑞 LDR6282 芯片通过 USB-IF PD3.0 认证

国产USB-C接口控制芯片芯片突破发展瓶颈

发布日期:2020-08-13 | 点击: | 字号:

近日,乐得瑞科技推出的双口 DRP USB PD Controller LDR6282,顺利通过了 USB-IF 的 PD3.0 认证,TID: 2127。LDR6282 芯片具有双 C 口 DRP 及 USB PD3.0 控制功能,广泛应用于 USB-C Docking,USB-C 显示器,USB-C 手机音频转接器,嵌入式安卓 /linux 系统等场合,在支持标准 USB PD3.0/QC2.0/QC3.0 协议的基础上,还专门针对任天堂游戏机 Switch 的视频扩展功能进行了特别适配,兼容性非常优秀。

图 1 已通过 USB-IF PD3.0 认证的 LDR6282 芯片

该芯片内置 64K flash 可以通过云端连接升级内部固件。让复杂的产品设计也可以安枕无忧,即使产品已经交付到了终端消费者手里仍然可以通过手机端 APP 或者是 PC 端应用程序进行固件升级。该芯片的典型应用包括以下场景如下。

1、便携式 USB-C 显示器

图 2 LDR6282 应用于可盲插的双 USB-C 接口智能显示屏 CF011X

LDR6282 的双 DRP 及 USB PD3.0 功能,使得那些设置了双 C 口的显示器,具备两个 C 口可以任意盲插的功能,并支持任天堂 Switch 游戏机视频扩展。用户不必区分哪一个是充电口,哪一个是智能设备。LDR6282 会根据 USB PD 协议解析,自动分配两个 C 口的连接关系。正如 Macbook Pro 对多个 C 口所做的智能适配。使用 LDR6282+RTD2556/2795 可以非常方便的设计出 USB-C 接口的智能显示器,乐得瑞原厂可提供详细的设计参考电路图,并帮助客户达到量产。

2、USB-C Docking 的功率分配

图 3 LDR6282 应用在 USB-C Docking CF003S

自从 USB-C 接口的 Docking 产品问世以来,功率分配就成为了一个非常重要的智能化选项。如果 Docking 把过多的功率预留给外设,那么给电脑充电的功率就会很低,甚至无法给电脑充电,例如小米的笔记本电脑,要求充电参数必须达到 20V@2A 以上才启动对电池的充电。反之,如果把功率主要用来给电脑充电,则预留给外设的功率可能会不够,导致 Docking 上的扩展口接入机械硬盘,或者给手机充电时,Docking 重启。为了解决这个矛盾,LDR6282 提供了 APP 智能配置功能,用户可以根据自己的使用状况,进行实时分配功率,达到最佳使用效果。

3、 USB-C 接口音频转接器功能

图 4 LDR6282/LDR6023SS 应用在 USB-C 手机音频转接器

LDR6282 除了兼容标准的 USB PD3.0 协议外,还针对市面上现有的手机等设备进行了一定程度的兼容。2019 年作为 USB PD 在手机上广泛普及的一年,我们发现了众多品牌手机的 USB-C 接口设计在兼容性上的一系列问题。LDR6282 进行了针对性的设计,确保市面上所有型号的手机都能够进行适配器,高保真的音频效果和 USB PD 快充功能,得到完美的实现。

手机的兼容性问题,另行撰文细数,简单提一下,第一个 bug 是关于 Google Pixel3 手机,正常情况下的充电电流可以达到 9V/1.6A 以上,但是一旦进行了 PR_SWAP 操作,充电电流将只有 9V/0.3A,这是手机电源管理系统设计上的 Bug,Google 作为 USB PD 协议推进的急先锋,却在手机设计上出现这样的 Bug,可以看出 Google 自身的硬件产品设计水平确实比较一般。LDR6282 为了适配这个 bug,在需要进行 PR_SWAP 的场合针对该手机进行了特殊操作,能完美实现快充和高保真音频输出的兼容。

第二个 Bug 是关于黑鲨手机 1,这部手机有个很奇葩的 Bug,它本身不支持通过 USB-C 口输出视频,但是却会在协议里面假装支持,而且入戏太深,一旦进入到视频输出模式,手机会陷入黑屏,必须强制重启手机才能够恢复。

LDR6282 如果识别到黑鲨 1 手机,会自动停止 DP ALT MODE 的协商进程。第三个 Bug 是关于华为 P20 手机的 USB2.0 功能。在 USB PD 协议中,一般通过 DR_SWAP 功能来切换 USB 数据的 host 和 device 角色。当手机收到了 DR_SWAP 指令后,需要对 USB2.0 总线进行重新配置和枚举。然而,P20 并没有这么做。导致 DR_SWAP 后,外设无法接入到 USB2.0 总线。

为了解决这个问题,LDR6282 也进行了兼容性适配,让 usb2.0 外设可以在合适的时机获得初始化。诸如此类的问题非常多,LDR6282 为了一流的用户体验,在支持标准 PD3.0 协议认证的基础上,匠心独具的进行了更多的兼容性设计。正如我们在 2017 年,推出全球首个适配任天堂游戏机进行视频扩展一样,LDR6282 是目前市面上兼容性最好的 USB PD 控制器。

4、智能设备的 USB-C 接口管理

图 5 LDR6282 可用于嵌入式智能系统开发

树莓派是广受开发者喜爱的嵌入式系统,随着 USB-C 接口的普及,所有机器人,无人机,AI 系统的开发,必然也需要用到 USB-C 接口管理芯片,LDR6282 所具有的 I2C 和 UART 接口控制芯片,为智能嵌入式系统开发提供了理想的 USB-C 接口管理芯片。

安卓系统可以通过 i2C 接口轻松的与 LDR6282 进行通信,获取接口状态信息,并控制 USB-C 接口的具体行为,例如获取当前 C 口插入的是电源适配器还是手机 /PC,决定是从插入的设备拉取电源,还是对插入设备进行供电等策略,还可以进行高清音视频传输控制。可以说,LDR6282 是智能嵌入式开发过程中,理想的 USB-C 接口控制芯片。

USB-C 接口对传统 USB-A/B 接口的取代正在火热进行,不可回避的问题,就是 USB PD 协议的兼容性问题。如何兼容 QC 协议?如何兼容主机厂商的自定义协议?如何兼容主机厂商设计过程中的 Bug?是很多 USB-C 相关产品设计工程师比较头疼的问题。

LDR6282,让您在 USB-C 接口产品设计过程中,可以高枕无忧。此外为了让工程师更灵活的使用 USB PD 协议,乐得瑞还将推出带 UART 和 I2C 接口通信功能的 USB PD 控制芯片,LDR6380 ( UFP ) /LDR6280 ( DRP ) 可以为工程师带来更方便的应用。

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