CN106020176B - 一种cc逻辑控制芯片低功耗连接检测方法及结构 - Google Patents

一种cc逻辑控制芯片低功耗连接检测方法及结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法及结构，方法包括：在CC逻辑控制芯片中设置第二连接检测电路，用于进行初步连接检测，初步判断CC逻辑控制芯片的TYPE‑C接口是否插入外部TYPE‑C设备；当第二连接检测电路指示CC逻辑控制芯片TYPE‑C接口已插入外部TYPE‑C设备，则CC逻辑控制芯片启动第一连接检测电路，用于进行正式连接检测，确认TYPE‑C接口是否有外部TYPE‑C设备插入，并判断两个互连TYPE‑C设备各自的角色；当第二连接检测电路指示TYPE‑C接口没有插入外部TYPE‑C设备，则第二连接检测电路继续检测。本发明减小了CC逻辑控制芯片的功耗，使待机功耗减小了近6倍。

Description

一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法及结构
技术领域
本发明涉及CC逻辑控制芯片技术领域，具体涉及一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法及结构。
背景技术
CC逻辑控制芯片的主要功能是通过TYPE-C接口的CC1和CC2进行连接/断开检测、插入方向检测、DFP/UFP角色判断与切换、配置VBUS模式(VBUS有TYPE-C和Power Delivery两种模式)、TYPE-C模式下的电流能力通信、Power Delivery模式下的PD通信、配置VCONN、配置其他模式(如音频配件)等等。在实现这些功能之前，首先要进行连接检测。在TYPE-C接口处于未连接状态时，CC逻辑控制芯片处于待机工作模式，实时地监测TYPE-C接口上CC1和CC2 的状态，以判断TYPE-C接口是否有外部TYPE-C设备插入。一旦检测到TPYE-C接口连接成功后，芯片才会进入正常工作模式，进一步完成其它的功能，因此CC逻辑控制芯片的待机功耗其实就是TYPE-C接口连接检测所需的功耗，而连接检测的功耗主要取决于芯片的基准和偏置模块，按照现有的做法CC逻辑控制芯片的待机功耗大概在200uA左右，功耗非常大。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明提供了一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法及结构，在正式连接检测之前进行一次初步连接检测，初步连接检测时只是启动低功耗的低精度基准和偏置模块，在初步连接检测成功后才启动高功耗的高精度基准和偏置模块，然后才进行正式连接检测。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法，所述方法包括：
在CC逻辑控制芯片中设置第二连接检测电路，用于进行正式连接检测的第一连接检测电路检测之前的初步连接检测，初步判断所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口是否插入外部TYPE-C设备,
当所述第二连接检测电路指示所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口已插入外部TYPE-C设备时，则所述CC逻辑控制芯片启动所述第一连接检测电路，用于进行正式连接检测，进一步确认TYPE-C接口是否有外部TYPE-C设备插入，并且判断两个互连TYPE-C设备各自的角色；
当所述第二连接检测电路指示所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口没有插入外部TYPE-C设备时，则所述第二连接检测电路继续检测。
进一步的，所述第二连接检测电路包括电源、电流源、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、比较器及低精度基准和偏置模块；所述电源连接电流源的输入端，所述电流源的输出端连接第一可控开关的第一端，所述第一可控开关的第二端连接第二可控开关的第一端，所述第二可控开关的第二端连接电阻，所述电阻的另一端接地，所述比较器的第一端连接第二可控开关的第一端，所述比较器的第二端通过第三可控开关连接所述低精度基准和偏置模块的基准电压输出端，所述低精度基准和偏置模块的偏置电流输出端连接电流源的偏置输入端，所述TYPE-C接口的CC线连接比较器第一端。
一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测结构，包括用于进行正式连接检测的第一连接检测电路，还包括功耗比第一连接检测电路功耗小的第二连接检测电路，所述第二连接检测电路用于所述第一连接检测电路启动之前的初步连接检测，初步判断CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口是否插入外部TYPE-C设备。
第二连接检测电路包括电源、电流源、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、比较器及低精度基准和偏置模块；所述电源连接第一电流源的输入端，所述电流源的输出端连接第一可控开关的第一端，所述第一可控开关的第二端连接第二可控开关的第一端，所述第二可控开关的第二端接电阻，所述比较器的第一端连接第二可控开关的第一端，所述比较器的第二端通过第三可控开关连接所述低精度基准和偏置模块的基准电压输出端，所述低精度基准和偏置模块的偏置电流输出端连接电流源的偏置输入端，所述TYPE-C接口的CC线连接比较器第一端。
本发明的有益效果为：在正式连接检测之前通过连接含有低功耗的低精度基准和偏置的电路进行一次初步连接检测，在初步连接检测成功后才启动含有高功耗的高精度基准和偏置模块的检测电路进行正式连接检测，大大减小了CC逻辑控制芯片的待机功耗，使待机功耗减小了近6倍。
附图说明
图1为本发明具体实施例的第二连接检测电路结构示意图；
图2为本发明具体实施例的第一连接检测电路结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法，包括：
在CC逻辑控制芯片中设置第二连接检测电路，用于进行正式连接检测的第一连接检测电路检测之前的初步连接检测，初步判断所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口是否插入外部TYPE-C设备,
当第二连接检测电路指示所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口已插入外部TYPE-C设备时，则CC逻辑控制芯片启动所述第一连接检测电路，用于进行正式连接检测，进一步确认TYPE-C接口是否有外部TYPE-C设备插入，并且判断两个互连TYPE-C设备各自的角色；
当第二连接检测电路指示CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口没有插入外部TYPE-C设备时，则第二连接检测电路继续检测。
如图1所示，一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测结构，包括用于进行正式连接检测的第一连接检测电路，还包括功耗比第一连接检测电路功耗小的第二连接检测电路，第二连接检测电路用于第一连接检测电路启动之前的初步连接检测，初步判断CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口是否插入外部TYPE-C设备。
第二连接检测电路的实现方式可以多样，本实施例的第二连接检测电路包括电源、电流源、第一可控开关K1、第二可控开关K2、第三可控开关K3、电阻、比较器及低精度基准和偏置模块；电源连接电流源的输入端，电流源的输出端连接第一可控开关K1的第一端，第一可控开关K1的第二端连接第二可控开关K2的第一端，第二可控开关K2的第二端连接电阻Rd，电阻Rd的另一端接地，比较器的第一端连接第二可控开关K2的第一端，比较器的第二端通过第三可控开关K3连接低精度基准和偏置模块的基准电压输出端，低精度基准和偏置模块的偏置电流输出端连接电流源的偏置输入端，TYPE-C接口的CC线连接比较器第一端。
在TYPE-C接口处于未连接状态时，芯片处于待机工作状态，只是启动低功耗的低精度基准和偏置模块，在消耗较低功耗的情况下产生不太精准的电流源Isrc1、Vth_DFP1、Vth_UFP1用于进行初步连接检测，初步连接检测的过程与前面描述的正式连接检测过程是基本一样的。初步连接检测时，第一可控开关K1和第二可控开关K2交替打开和关闭，CC1会出现周期性的波形。当第一可控开关K1打开，第二可控开关K2关闭时，电流源Isrc1将CC1上拉至VDD，同时K3切换至Vth_DFP1，如果此时有UFP插入，则CC1会被UFP的电阻Rd下拉至Isrc1*Rd，通过比较器检测Isrc1*Rd是否小于Vth_DFP1，如果Isrc1*Rd<Vth_DFP1，则认为TYPE-C接口初步连接成功；当K1关闭，K2打开时，电阻Rd将CC1下拉至GND，同时K3切换至Vth_UFP1，如果此时有DFP插入，则CC1会被DFP的Isrc1上拉至Isrc1*Rd，通过比较器检测Isrc1*Rd是否大于Vth_UFP1，如果Isrc1*Rd>Vth_UFP1，则也认为初步连接成功。由于初步连接检测只是进行一次粗略的检测，后面的正式连接检测还会进行进一步的确认，而且初步连接检测时不需要进行角色判断，所以初步连接检测时的精度不需要特别高。但是在设计时还是要考虑最差的情况，要保证Isrc1*Rd的最大值小于Vth_DFP1的最小值，同时要保证Isrc1*Rd的最小值大于Vth_UFP1的最大值，因此Vth_DFP1要尽量的取大，而Vth_UFP1要尽量的取小。
在初步连接检测成功之后，芯片才启动高功耗的高精度基准和偏置模块，产生高精度的电流源Isrc、Vth_DFP、Vth_UFP用于进行正式连接检测。进行高精度基准和偏置模块的检测，需要用到第一连接检测电路，第一连接检测电路的实现方式可以多种：这里列举一种。
第一连接检测电路包括与第二连接检测电路公用的电源、电流源、第一可控开关K1、第二可控开关K2、第三可控开关K3、电阻Rd、切换开关K和比较器，连接关系与第二连接检测电路的连接相同，还包括高精度基准和偏置模块，切换开关K，切换开关K可在高精度基准和偏置模块与低精度基准和偏置模块之间切换，高精度基准和偏置模块与低精度和偏置模块可根据切换开关的连接情况对应是否与电流源连接，从而实现第一连接检测电路和第二连接检测电路之间的切换。
第一连接检测电路在进行正式连接检测时，K1和K2交替打开和关闭，CC1会出现如图2所示的周期性的波形。当K1打开，K2关闭时，电流源Isrc将CC1上拉至VDD，同时K3切换至Vth_DFP，如果此时有UFP插入，则CC1会被UFP的Rd下拉至Isrc*Rd，通过比较器检测Isrc*Rd是否小于Vth_DFP，如果Isrc*Rd<Vth_DFP，则认为TYPE-C接口连接成功，同时判断自身角色为DFP；当K1 关闭，K2打开时，电阻Rd将CC1 下拉至GND，同时K3切换至Vth_UFP，如果此时有DFP插入，则CC1会被DFP的Isrc上拉至Isrc*Rd，通过比较器检测Isrc*Rd是否大于Vth_UFP，如果Isrc*Rd>Vth_UFP，则认为TYPE-C接口连接成功，同时判断自身角色为UFP。
因此在CC逻辑芯片处于待机工作时，只是低功耗的低精度基准和偏置模块在工作，从而大大的减小了芯片的待机功耗，同时又不会影响不同设备之间的互连，采用本专利技术的CC逻辑控制芯片的待机功耗大概在30uA左右，比采用传统技术的待机功耗减小了近6倍。
需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法，其特征在于所述方法包括：
在CC逻辑控制芯片中设置第二连接检测电路，用于进行正式连接检测的第一连接检测电路检测之前的初步连接检测，初步判断所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口是否插入外部TYPE-C设备,其中，所述第二连接检测电路的功耗比第一连接检测电路的功耗小；
当所述第二连接检测电路指示所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口已插入外部TYPE-C设备时，则所述CC逻辑控制芯片启动所述第一连接检测电路，用于进行正式连接检测，进一步确认TYPE-C接口是否有外部TYPE-C设备插入，并且判断两个互连TYPE-C设备各自的角色；
当所述第二连接检测电路指示所述CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口没有插入外部TYPE-C设备时，则所述第二连接检测电路继续检测。
2.如权利要求1所述的CC逻辑控制芯片低功耗连接检测方法，其特征在于：所述第二连接检测电路包括电源、电流源、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、比较器及低精度基准和偏置模块；所述电源连接电流源的输入端，所述电流源的输出端连接第一可控开关的第一端，所述第一可控开关的第二端连接第二可控开关的第一端，所述第二可控开关的第二端连接电阻，所述电阻的另一端接地，所述比较器的第一端连接第二可控开关的第一端，所述比较器的第二端通过第三可控开关连接所述低精度基准和偏置模块的基准电压输出端，所述低精度基准和偏置模块的偏置电流输出端连接电流源的偏置输入端，所述TYPE-C接口的CC线连接比较器第一端。
3.一种CC逻辑控制芯片低功耗连接检测结构，包括用于进行正式连接检测的第一连接检测电路，其特征在于：还包括功耗比第一连接检测电路功耗小的第二连接检测电路，所述第二连接检测电路用于所述第一连接检测电路启动之前的初步连接检测，初步判断CC逻辑控制芯片的TYPE-C接口是否插入外部TYPE-C设备。
4.如权利要求3所述的CC逻辑控制芯片低功耗连接检测结构，其特征在于：第二连接检测电路包括电源、电流源、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、比较器及低精度基准和偏置模块；所述电源连接第一电流源的输入端，所述电流源的输出端连接第一可控开关的第一端，所述第一可控开关的第二端连接第二可控开关的第一端，所述第二可控开关的第二端接电阻，所述比较器的第一端连接第二可控开关的第一端，所述比较器的第二端通过第三可控开关连接所述低精度基准和偏置模块的基准电压输出端，所述低精度基准和偏置模块的偏置电流输出端连接电流源的偏置输入端，所述TYPE-C接口的CC线连接比较器第一端。
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