高通推新快充技術 支援Type-C

高通推新快充技術 支援Type-C http://www.appledaily.com.tw/realtimenews/article/new/20150916/692764/?utm_source=Via&utm_medium=Android_Share&utm_campaign=%E5%8D%B3%E6%99%82%E6%96%B0%E8%81%9E%2F%E8%B2%A1%E7%B6%93%2F%E9%AB%98%E9%80%9A%E6%8E%A8%E6%96%B0%E5%BF%AB%E5%85%85%E6%8A%80%E8%A1%93%E3%80%80%E6%94%AF%E6%8F%B4Type-C

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USB Type-C 和USB PD 2.0 總算於2014.8.11公布

等這麼久,USB-IF總算於2014.08.11公布了USB Type-C 和USB PD 2.0! 並且與USB 3.1 spec做為同一新世代的USB規範。

USB Type-C 可以選擇USB 2.0 或 USB 3.1 Gen2作為傳輸規格。電流上限從最小的500mA到一般的1.5A,以及最高的5A. 皆由其所對應電流上限的Cable來做產品規劃。

相關廠商又要買新儀器、新測試治具、以及USB-IF跟Intel規範的USB 3.1測試裝置。

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USB 3.1 081114版下載:
http://www.usb.org/developers/docs/usb_31_081114.zip


Cable 的組裝方式跟插頭配對方式:

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USB Type-C 轉接器(Adapter)規格

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USB Type-C母座

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USB Type-C 全功能公頭
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USB Type-C USB 2.0公頭(可以發現少很多pin)

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全功能線材有Vconn範例

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全功能線材無Vconn範例 image


資料來源:http://www.usb.org/

公司已經有人看到USB Type-C的線材加工廠的老闆,在抱怨其線材加工非常難做…

2014 USB-IF Developers Forum開發論壇

其已經安排在9月9日-11日在美國加州聖地牙哥的IDF14,跟Intel一起發表 USB 3.1跟Type-C的相關資料。

其中最重要的新spec為:
USB 3.1 (SuperSpeed USB 10 Gbps),
USB Type-C (cable, connector and functional aspects),
USB Power Delivery 2.0 (updated to adapt USB PD to USB Type-C).

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主要演講主題為:

1. Enabling the Single Connector Client Platform Using USB 3.1 and the New USB Type-C Connector

2.  Technical Introduction of the New USB Type-C Connector.

 

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資料來源: http://www.usb.org/

新一代USB介面: USB Type-C

USB-IF  在12月4 日宣布下一代 USB 連接介面: USB Type-C 正在開發中,將讓 USB 裝置更輕薄、更時尚(is being developed to help enable thinner and sleeker product designs,)。

http://www.usb.org/press/USB-IF_Press_Releases/Type-C_PR_20131203_Final.pdf
http://www.usb.org/developers/USB-Futures.pdf

根據 USB-IF所發佈的新聞稿,目前下一世代的 USB Type-C 連接介面正在開發中,這個新連接介面將基於現行的 USB 2.0 和 USB 3.1,讓 USB 裝置的生產商能夠採用更輕薄的設計,增加可用性,為未來的高速傳輸市場舖路。並且預計於明年年中加入 USB 3.1 spec中。

新的 USB Type-C 介面跟線材將有以下特點:

  • 全新設計以符合未來的產品設計
    目標是可設計更輕薄、更時尚的USB裝置。
  • 全新的更小尺吋,大小與現行的 USB 2.0 Micro-B 介面相當
    現有USB 3.0 Micro-B 介面對於輕薄裝置實在過寬了!
  • 增加可用性,使用者不用再擔心插入方向,讓連接更容易
    這跟Apple Lighting 是一樣的述求,使用者不用擔心插反了。但我希望USB的upstream跟downstream插頭差異概念最好不要變!
  • Type-C 連接介面和連接線將支援可擴充性的充電機制
    這我必須等spec出來後,再評論。有可能會多預留幾個備用pin.
  • 可擴充性,插頭設計將可以擴充對應未來的 USB 介面效能
    這一定要預留備用pin. 所以總pin腳數目可能會大幅增加。
    (現有規格:USB 3.1 A type: 9pin(母座13pin), USB 3.1 B type: 9pin, USB 3.1 Micro-B: 10pin, USB 3.1 PD A type: 13pin, USB 3.1 PD B type: 11pin, USB 3.1 PD Micro-B: 10pin)

如果pin大量增加且插頭縮小的話,我希望千萬不要步入像ThunderBolt的後塵:需搭配IC的active cable,並且IC供應商還會挑剔cable assembly廠,並且完完全全的商場性的排外。

新的 USB Type-C 連接介面,將會是全新介面,USB Type-C裝置將無法直接相容於現有 USB 連接介面(Type-A, Type-B, Micro-B)和產品,必須透過使用adapter或轉接線才能讓使用者繼續使用現行裝置。

看官方文件,可以得知Intel跟Ti(德儀)已經開始接觸該介面規格。

USB Type-C spec預計將經過45天的審核後,於 2014 年第一季提供給業界,現在有0.7草案,但須簽同意書才可以獲得。而最終規範將於 2014 年中公佈。

因此可以預計傳輸速度高達 10Gbps 並採用 Type-C 介面的 USB 3.1 裝置於在 2014 年底出現。
參考資料:http://chinese.vr-zone.com/93153/next-generation-usb-connection-specification-under-development-12042013/

相關新聞跟連結:

http://davidli.pixnet.net/blog/post/43395898-usb3.1%E5%92%8Ctype-c%E6%A6%82%E5%BF%B5%E8%82%A1

http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1406230039

http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1406130013

http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1406030007

http://www.digitimes.com.tw/tw/b2b/Seminar/shwnws_new.asp?CnlID=18&cat=99&product_id=051A30604&id=0000383030_8KU12EUU2U25BD1PQ4IR7

http://www.chinatimes.com/newspapers/20140701000226-260206

我任職的公司直到2014.7.7才『剛』討論到USB Type-C…

USB 3.0 干擾問題

Intel近期出了一個測試報告:USB 3.0* Radio Frequency  Interference Impact on 2.4 GHz  Wireless Devices (http://www.usb.org/developers/whitepapers/327216.pdf)

其指出USB 3.0 嚴重干擾到2.4 GHz 的無線裝置(無線基地台、滑鼠、鍵盤、耳機等周邊)的無線訊號。(我本身在測試跟連結USB 3.0 Hub跟USB 3.0周邊時,ThinkPad X200惡名昭彰的Intel 5100 AGN無線網卡就常常發生無線網路無法正常連線。)

在使用USB 3.0裝置的環境,USB 3.0裝置會產生了高強度的干擾信號,造成2.4 GHz 的無線裝置的信號干擾跟衰減。Intel在實驗中,甚至必須要用整個銅箔去包住『整個USB 3.0裝置』,才能將干擾訊號降到一定程度。

因此,在USB 3.1 的spec中,強烈規定要強化USB鐵殼接地跟EMI的設定,並且也使用新版的插頭跟插座。

但由於2.4GHz的無線裝置為現有電腦周邊常用的訊號規格,所以有可能USB 協會可能會規範所有USB 3.0產品都必須使用新版抗EMI的插頭跟插座,以便解決USB 3.0(或USB 3.1)的干擾問題。

然而,現行公司的USB 3.0 Hub產品,也遇到相關EMI測試問題,也必須考量整體的抗EMI設計。例如USB 3.0 cable的馬口鐵跟總編織必須再加上銅箔及環焊,強化抗EMI。而USB Hub本身的upstream port也必須強化跟落實 Shield跟Ground等抗EMI設計。

因此總結如下:
1. USB 3.0 或 USB 3.1 的產品,USB協會將會有嚴格的EMI規定。
2. USB 3.0或 USB 3.1 的產品,必須使用良好抗EMI設計的插頭、插座、線材、遮蔽材料。
3. 良好抗EMI設計的USB 3.0/3.1 cable 將會是市場需求性極高的產品!

下圖紅色線部分表示出使用USB 3.0裝置的環境跟灰色線表示出無USB 3.0裝置的雜訊強度,其可看出USB 3.0裝置產生了極大的干擾雜訊信號。2013-12-03_183119資料來源:http://www.usb.org/developers/whitepapers/327216.pdf

Intel在實驗中,甚至必須要用整個銅箔去包住『整個USB 3.0裝置PCB跟線材』,才能將干擾訊號降到一定程度。(但我個人認為Intel人員其cable銅箔沒有設當的接地導通,將雜訊快速從 Shield或馬口鐵導掉。)
2013-12-03_1831582013-12-03_183211

資料來源:http://www.usb.org/developers/whitepapers/327216.pdf

 

現在最常見的干擾現象就是在使用2.4GHz無線鍵盤或2.4GHz無線滑鼠,如果在其USB發射器旁插上一個任何USB 3.0裝置(隨身碟、硬碟皆),其在啟動USB 3.0傳輸時,無線鍵盤或無線滑鼠會操作困難,很鈍不順,甚至無線使用距離會縮短許多。如果是鄰近的USB Port,其干擾會嚴重到以為裝置故障。

要避免此問題,除了將USB 3.0裝置插在USB 2.0 Port做USB 2.0的傳輸,要不然就必須離的很遠,例如電腦主機的一前一後,其才有辦法降低干擾,不然就必須用銅箔將整個USB 3.0裝置(USB 3.0 cable的鐵殼也要接觸到)跟主機板的USB 3.0 port鐵殼貼滿,其才有辦法降低干擾。

預計參加的USB 3.1 Developers Day – Dec. 10-11 in Taipei, Taiwan

USB又再次的到台灣做開發論壇了. 這次在喜來登大飯店,會員的收費是 175美金.  上次USB 3.0在遠企大飯店。

行程如下
Agenda (subject to change):
December 10
8:00    Registration check-in
9:00    Introduction to USB 3.1
9:20    Architectural Overview
10:00  Break
10:30  Cables and Connectors
11:00  Physical Layer
12:00  Lunch
1:00   Link Layer
2:00   Protocol Layer
2:30   Break
3:00   Hub
4:00   Compliance
4:15   Q&A Session
4:30   Close

December 11 – Second day bonus session!
9:00am-12:00 noon
The transition from 5Gbps to 10Gbps for USB 3.1 poses significant challenges to silicon and system designers. Combined with the cost and power constraints inherent in the USB environment, the higher data rate means lower margins. As a result, designers must pay more attention to the electrical design details than ever before in order to provide sufficient robustness to guarantee USB’s expected level of ‘plug and play’ interoperability. This bonus session provides guidance for the design engineer, in the form of specific design recommendations along with a framework for making key design trade-offs to allow the successful implementation of physical layer (PHY) and interconnect channel designs for SuperSpeed USB 10Gbps products.
The following topics will be covered in detail:
•         USB 3.1 specification design and interoperability goals, and design envelope (EQ capability, channel loss budget)
•         System simulation using the reference channels and reference equalizers
•         Key system performance metrics and how to use them to guide design trade-offs
•         Design recommendations and trade-offs for package and PCB designs
•         Silicon design considerations, including equalizers and system margining features
•         Re-timing repeater design requirements

根據我上一次的的USB 3.0 大會經驗,其大會內容大都是:

  1. USB 3.1 新的架構說明(spec也有)
  2. USB 3.1 新的設計說明(針對IC跟儀器廠商)
  3. USB 3.1 新的驗證差異(針對IC跟儀器廠商)
  4. USB 3.1市場說明跟預計推出的廠商產品(例如Fresco已經做出USB 3.1 Tx, ellisys推出USB 3.1協定分析儀.<以上產品日後還須修改,無法立即產品化.)
  5. USB 3.0 跟USB 3.1 logo使用說明 (USB協會日後都會在網站公布logo使用說明的PDF檔)
  6. USB 3.1 新協定說明(針對IC廠商跟儀器廠商)
  7. 主機板廠商的PCB設計重點 (針對NB、MB、PC大廠跟儀器廠商)
  8. EMI新設計以及驗證的重點以及原因.
  9. 預計新增的規格說明(大都是還尚未確認的規格,像上一次USB 3.0的UASP).
  10. Cable驗證變更 (您可以看到Agenda只有給Cables and Connectors 30 min, 每次開發論壇只要是『Cables and Connectors』,都講很少,而且大都是spec就有的資訊,並且演講者很快就跳過,因為重點卡在插頭專利、卡在設計技術全在幾家插頭大廠手上,而且每次講師都是Intel的電子工程師,只懂PCB layout跟訊號驗證,不懂cable設計. 而且每次都是Host端或儀器端發現問題後,再要求變更插頭或線材設定。例如USB 3.0初期只有Foxconn的插座可以穩定測試跟驗證。)
  11. USB 3.1 CTS跟USB 3.1 Cable & Connector 的CTS預計的推出時間.
  12. 所有的演講主題都可以在會場現場公布的網站下載。

由於初期都必須要USB IC跟儀器廠商等開發者先做出Host晶片、電腦或主機、驗證儀器產品後,才有可能有後續的周邊跟Hub產品產生。

所以這次的主要內容是給USB 前端開發者跟設計者。

所以即使參加了,其所能立即使用的資訊,也只有電子RD layout PCB的設計重點(例如IC重點廠商跟設計重點),但日後我們的IC 廠商也是會提示相關設計重點。
Cable的部份,都是廠商必須自行克服。Connector則可以日後詢問儀器廠商,因為他們要製作測試治具時,就必須自行驗證找出最穩定的插頭跟插座。

但我個人是想去知道 USB PD的市場性跟已開發產品、跟非USB PD的分別性為何?因為就以我個人想法來說,這有市場需求,但實際上使用的廠商超少(因為從USB 3.0就已經制定完成,但現在依然沒有看到產品。)http://www.usb.org/developers/powerdelivery/

USB PD是否會變成另一個沒人要的Wireless USB,這有待市場考驗。

但我只有一個問題,即使我回來之後做公司簡報,能聽的懂的人以及本身有覺得需要這類純USB電子研發專業資訊的人有幾位? 

USB 3.1 spec

USB 3.1 spec 已經公布,其最高傳輸率已經提昇至10Gbps, 除了新的測試標準。並且定義了以下新規格:

1. 新的SSP(Superspeed plus) 10Gbps傳輸模式,不再是8b/10b

2. Gen1(5 Gbps)、Gen2(10 Gbps)傳輸模式,

3. 新的A type強化接地以及抗EMI的母座、公頭 –

4. 新的A type的母座 pin腳定義(多了2 pin)

5. 新的cable組成(有SS/SSP對絞線 或 SS/SSP同軸線 兩組成)。

6. 新的cable衰減要求 .

由於訊號已經高達10Gbps, 則極可能需要用到鍍銀線, 才可穩定傳輸。

相關cable測試變更,可參考佳燁技術通報USB 3.1.pdf。 USB 3.0 Hub則可能立即會被市場做預期性的淘汰。

 

spec資料來源:http://www.usb.org/

 

Gen1(5 Gbps)、Gen2(10 Gbps)  

 

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SSP(Superspeed plus)  

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新的A type的母座 pin腳定義

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新的公頭跟母座 , 其都是對EMI設定了新的接觸點跟彈片。

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新的cable組成 ,其除了原本的SS/SSP對絞線,多了一種SS/SSP同軸線可選擇。因為要對應10Gbps, 除了SS/SSP線材可能需要採用鍍銀線,而SS/SSP同軸線線材的skew控制在加工段則更加困難,但相對的SS/SSP同軸線的Ground跟遮蔽各自獨立,對於線材加工特性是好是壞,有待驗證。

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資料來源:http://www.usb.org/

新cable衰減要求

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USB 3.1 Specification 下載跟內容

Universal Serial Bus Revision 3.1 Specification (.zip file format, size 37.7 MB) provides the technical details to understand USB 3.1 requirements and design USB 3.1 compatible products. Modifications to the USB 3.1 specification are made through Engineering Change Notices (ECNs). Enclosed in this zip file are the following documents:

  1. The USB 3.1 Specification released on July 26, 2013
  2. USB 3.0 Adopters Agreement
  3. On-The-Go and Embedded Host Supplement to the USB Revision 3.0 Specification Revision 1.1 as of May 10, 2012
  4. USB Power Delivery Specification Rev. 1.0, Version 1.1, Including Errata through October 31, 2012
  5. USB Power Delivery Specification Rev. 1.0, Version 1.2, Including Errata through June 26, 2013
  6. Inter-Chip Supplement to the USB Revision 3.0 Specification, Revision 1.01 as of February 11, 2013

資料來源:http://www.usb.org/

補充以下內容

1. 新的A type的母座 金屬外殼,多了4(上2下2)+1的5個接地用彈簧(彈片)< –請按連結

其就是功能就是針對抗EMI(電磁干擾)跟RFI(射頻干擾)。

2. 而A type的公頭 金屬外殼,多了7個接地專用接觸點。其就是功能就是針對抗EMI(電磁干擾)跟RFI(射頻干擾)。–請按連結

3. USB 3.1 PD Plug 其插頭長度比一般的 usb 3.1 Plug長了1.4(PD:10.05, 一般:8.65). 附註: USB PD: USB Power Delivery(符合USB PD的裝置,可藉由USB PD的電源啟動跟運作。)

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更大的圖片說明新版的USB 3.1 A type母座之差異。

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SIS 7001 USB port 接上USB 2.0 裝置 變成無法辨識的裝置

發生問題:SIS USB 2.0 host card 接上USB 2.0 裝置都會變成『無法辨識的裝置』,造成USB2.0裝置無法使用。作業系統:Windows XP 32bits.

維修方式:電腦關機,將電源線拔除,等約10分鐘,重新插上電源線及開機,應可解決。

這是SIS晶片組的bug. 重新安裝driver跟移除裝置是沒有用的。
已知道有發生該狀況的晶片組有:South-bridge: SiS962L.(老實講,這SIS晶片組真的很爛! 內建SIS 900網卡還會發生e-mail掉信跟Switch Hub相容性的問題)

USB Power Delivery 最新電力傳輸規格揭曉

 

USB 3.0推廣小組最近宣布了一項新的電力傳輸規範,大大擴展了USB應用的電纜供電的能力和用法。新規範將通過現有的USB連接器和電纜,以及為共存與USB電池充電1.2規範和現有的USB總線供電應用提供電源。
即將到來的USB電力輸送解決方案的關鍵特性包括:
•兼容與現有的Cable和連接器
•啟用電壓和電流值通過 USB電源pin.
•可實現更高的電壓和電流,以提供功率高達 100W
•切換源電力傳輸,無需改變電纜方向.
•與USB battery Charging 1.2共存,並相容於 USB 2.0和3.0 spec

此消息對於本公司應該比較注重於新Cable的開發跟研發。

圖1. 現有USB Spec的電力傳輸規格,其中可看到USB BC1.2最高為5V, 1.5A(7.5W)

圖2.未來的USB Spec的電力傳輸規格, 將增加65W跟100W規格

圖3.其可以讓顯示器變成電源來源,提供電源給電腦主機以及Devices.

圖4.這次電源規格變更重點

圖5.相關需求,其中標準cable只提供到7.5W, 而PD-aware cable則最高可到100W.

圖6.新電源規格的電壓跟電流