CN105955912A - 一种用于usb type-c接口的设备检测方法 - Google Patents

一种用于usb type-c接口的设备检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于USB TYPE‑C接口的设备检测方法，该方法首先判断CC口设备接入的中断信号是否发出，如果发出，则启动基准源和比较器，进一步确认CC口的电平。本发明在设备接入后，如果CC口电平等于电源电压或者地，就只需要依赖反相器发出的中断信号便可判断是否有设备接入CC口，而不需要使能基准源和比较器，也就不会消耗额外的功耗，从而具有降低功耗的效果。

Description

一种用于USB TYPE-C接口的设备检测方法
技术领域
本发明属于电子技术领域，特别涉及一种应用于USB接口的设备检测方法。
背景技术
USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，最初用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是目前市面上应用最为广泛的接口技术，涉及电脑、手机、数码相机、打印机以及充电器、移动电源等众多数码设备。USB TYPE-C协议由包括惠普、微软、德州仪器、英特尔等公司在内的USB 3.0推广小组制定。USB TYPE-C专用芯片是指基于此协议的专门针对USB TYPE-C应用的芯片，使用这类芯片来设计TYPE-C接口能缩短设计时间、降低开发难度和成本。
USB TYPE-C协议中将所有设备分为了三类，即
(1)DFP：Downstream Facing Port,电源和数据的提供方，例如适配器。根据带载能力的不同，3A、1.5A、0.8A的DFP设备在CC口分别以330uA、180uA、80uA的电流源或等效的电阻上拉。
(2)UFP：Upstream Facing Port,电源和数据的接收方，例如手机。UFP设备在CC口以5.1K欧姆电阻下拉。
(3)DRP：Dual Role Port，双重角色方，例如移动电源。DRP设备会分别周期性的在CC口以电流源上拉或5.1K欧姆电阻下拉。
在这三类设备中，设备需要不断的检测CC口的状态来判断是否有设备连接。以DRP为例，如图1所示，在CC口交替上拉电阻和下拉电阻。当没有设备接入时，CC口的电压状态呈现方波的形态。当有充电设备接入时，CC口电压会被持续拉高，接口检测到有充电设备接入。当有放电设备接入时，CC口电压会被持续拉低，接口检测到有放电设备接入。除了检测有设备接入外，还需要通过判断CC口电平的高低来决定放电或充电的电流大小。所以，使用协议中的方法不可避免的需要比较器和基准电压来比较判断CC口电压，这就造成该检测方法要求较大的功耗。对于功耗要求苛刻的移动设备来说，这一方法需要改进。
USB TYPE-C协议中规定的三种设备检测是否有其它设备接入的方法：
(1)对于DFP设备来说，只需要检测是否有充电设备UFP接入。DFP设备在待机过程中会在CC口上拉(80uA或180uA或330uA)电流源或等效电阻，再周期性的通过基准源和比较器检测CC口的电压状态。当有UFP设备接入CC口时，CC口的电压会被UFP设备的5.1K欧姆电阻拉低。如果CC口的电压足够低，低于判定阈值Vt1，DFP设备就认定有设备通过CC口接入。DFP设备对CC口的检测流程如图2所示。
(2)对于UFP设备来说，只检测是否有放电设备DFP接入。UFP设备在待机过程中会在CC口下拉5.1K电阻，再以一定频率周期性的检测CC口的电压状态。当有DFP设备接入CC口时，CC口的电压会被DFP设备的上拉电流源或等效电阻拉高。如果CC口的电压足够高，高于判定阈值Vt2，UFP设备就认定有设备通过CC口接入。UFP设备对CC口的检测流程如图3所示。
(3)对于DRP设备来说，需要检测是否有放电设备DFP或者充电设备UFP接入。DRP设备在待机过程中会周期性在CC口上拉电流源或等效电阻，或者下拉电阻。如此，在没有设备接入时，CC口表现出周期性的方波信号。当CC口被上拉时，DRP设备通过基准源和比较器检测CC口的电压是否比设定的阈值Vt1低，以判定是否有UFP设备接入。当CC口被下拉时，DRP设备通过基准源和比较器检测CC口的电压是否比设定的阈值Vt2高，以判定是否有DFP设备接入。DRP设备对CC口的检测流程如图4所示。
通过上述描述可以看出，由于需要判断CC口的电压状态，所以不可避免的要使用基准源和比较器，这就造成检测过程中的功耗较大。
发明内容
因此本发明的首要目地是提供一种用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，该方法能够有效地减少基准源和比较器的使用，降低检测过程的功耗。
本发明的另一个目地在于提供一种用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，该方法能够解决USB TYPE-C口检测设备接入的方法需要较大的功耗，不兼容手机、笔记本、移动电源、数码相机等移动设备的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，该方法首先判断CC口设备接入的中断信号是否发出，如果发出，则启动基准源和比较器，进一步确认CC口的电平。
所述的中断信号，通过CC口所连接的反相器发出。
依照协议中检测设备需要额外功耗的原因是因为设备接入时CC口的电平将位于电源电压和地之间，这就必须通过基准源和比较器来确定CC具体电平。因此，本发明在设备接入后，如果CC口电平等于电源电压或者地，就只需要依赖反相器发出的中断信号便可判断是否有设备接入CC口，而不需要使能基准源和比较器，也就不会消耗额外的功耗。
确认有设备接入后，再使能基准源和比较器，进一步确认CC口的电平，以确认设备的类型。具体来说，
(1)当有UFP设备接入CC口时，CC口的电压会被UFP设备的5.1K欧姆电阻下拉到接近地，使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开上拉的大电阻，改用80uA或180uA或330uA的标准电流源或等效电阻上拉，以进一步确认有设备接入。
(2)当有DFP设备接入CC口时，CC口的电压会被DFP设备的上拉电流源或电阻拉高至电源。使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开下拉的大电阻，改用5.1K欧姆电阻下拉，以进一步确认有设备接入。
(3)对于DRP设备，当有UFP设备接入CC口时，CC口的电压会被UFP设备的5.1K欧姆电阻下拉到接近地，使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开上拉的大电阻，改用80uA或180uA或330uA的标准电流源或等效电阻上拉，以进一步确认有UFP设备接入。当有DFP设备接入CC口时，CC口的电压会被DFP设备的上拉电流源或电阻拉高至电源。使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开下拉的大电阻，改用5.1K欧姆电阻下拉，以进一步确认有DFP设备接入。
本发明所实现的用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，通过判断CC口设备接入的中断信号来对基准源和比较器进行有效地启动，避免基准源和比较器的无效启动，降低检测过程的功耗。
附图说明
图1是现有技术USB TYPE-C协议中设备的检测方法。
图2是现有技术USB TYPE-C协议中DFP设备的检测方法。
图3是现有技术USB TYPE-C协议中UFP设备的检测方法。
图4是现有技术USB TYPE-C协议中DRP设备的检测方法。
图5是本发明所实施检测设备方法的示意图。
图6是本发明所实施DFP设备的检测方法。
图7是本发明所实施UFP设备的检测方法。
图8是本发明所实施DRP设备的检测方法。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图5所示，为本发明提出的设备检测方法，当设备接入后，如果CC口电平等于电源电压或者地，就只需要依赖反相器发出的中断信号便可判断是否有设备接入CC口，而不需要使能基准源和比较器，也就不会消耗额外的功耗。因此该方法是：首先判断设备接入的中断信号是否发出，如果有，则确认有设备接入，再使能基准源和比较器，进一步确认CC口的电平，通过上拉CC口电流源或下拉电阻后，判定CC口电压是否到达阈值，达到阀值则确定有设备接入；如果没有则继续检测是否有中断信号发出。
具体来说，对于不同的接入设备，有不同的判断过程。
(1)如图6所示，对于DFP设备，DFP设备会把CC口上拉较小的电流源或较大的电阻，例如200K欧姆电阻。由于没有使能基准源和比较器，当没有UFP设备接入时，DFP设备不会因为CC口的检测而消耗功耗。当有UFP设备接入CC口时，CC口的电压会被UFP设备的5.1K欧姆电阻下拉到接近地，使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开上拉的大电阻，改用80uA或180uA或330uA的标准电流源或等效电阻上拉，上拉CC口电流源，判断CC口电压是否比阈值Vt1低，比阈值Vt1低则确认有设备接入。
(2)如图7所示，对于UFP设备，UFP设备会把CC口下拉较大的电阻，例如100K欧姆电阻。由于没有使能基准源和比较器，当没有DFP设备接入时，UFP设备不会因为CC口的检测而消耗功耗。当有DFP设备接入CC口时，CC口的电压会被DFP设备的上拉电流源或电阻拉高至电源。使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开下拉的大电阻，改用5.1K欧姆电阻下拉，下拉CC口电阻，判断CC口电压是否比阈值Vt2高，比阈值Vt2高则确认有设备接入。
(3)如图8所示，对于DRP设备，DRP设备会周期性将CC口通过上拉较小的电流源或等效电阻，或者下拉较大的电阻。没有设备接入时，CC口表现出周期性的方波信号。由于没有使能基准源和比较器，当没有设备接入时，DRP设备不会因为CC口的检测而消耗功耗。当有UFP设备接入CC口时，CC口的电压会被UFP设备的5.1K欧姆电阻下拉到接近地，使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开上拉的大电阻，改用80uA或180uA或330uA的标准电流源或等效电阻上拉，上拉CC口电流源，判断CC口电压是否比阈值Vt1低，比阈值Vt1低则确认有UFP设备接入。当有DFP设备接入CC口时，CC口的电压会被DFP设备的上拉电流源或电阻拉高至电源。使得CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开下拉的大电阻，改用5.1K欧姆电阻下拉，下拉CC口电阻，判断CC口电压是否比阈值Vt2高，比阈值Vt2高则确认有DFP设备接入。
总之，本发明采用判断中断信号是否发出的方法，避免了对基准源和比较器时时的启动，这样只在设备接入的情况下启动基准源和比较器，能够大大地降低功耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，其特征在于该方法首先判断CC口设备接入的中断信号是否发出，如果发出，则启动基准源和比较器，进一步确认CC口的电平。
2.如权利要求1所述的用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，其特征在于所述的中断信号，通过CC口所连接的反相器发出。
3.如权利要求2所述的用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，其特征在于当有UFP设备接入CC口时，CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开上拉的大电阻，然后通过标准电流源或等效电阻上拉，以进一步确认有设备接入。
4.如权利要求2所述的用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，其特征在于当有DFP设备接入CC口时，CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开下拉的大电阻，然后用DFP设备的电阻下拉，以进一步确认有设备接入。
5.如权利要求2所述的用于USB TYPE-C接口的设备检测方法，其特征在于对于DRP设备，当有UFP设备接入CC口时，CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开上拉的大电阻，然后通过标准电流源或等效电阻上拉，以进一步确认有UFP设备接入；当有DFP设备接入CC口时，CC口所连接的反相器发出中断信号，该中断信号使能基准源和比较器并断开下拉的大电阻，改用DFP设备的电阻下拉，以进一步确认有DFP设备接入。
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