CN212112455U

CN212112455U - Type-c接口电路、芯片及电子设备

Info

Publication number: CN212112455U
Application number: CN202020834433.8U
Authority: CN
Inventors: 路堃熙
Original assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd; Guangzhou Shirui Electronics Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd; Guangzhou Shirui Electronics Co Ltd
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2030-05-19

Abstract

本实用新型提供一种Type‑c接口电路、芯片及电子设备，Type‑c接口电路包括：Type‑c连接器，集成电路芯片，配置电路，通道选择电路，其中，Type‑c连接器，包括第一USB n接口以及第二USB n接口，n大于2；集成电路芯片，通过配置电路与Type‑c连接器连接，用于检测电子设备的正反插，并根据正反插输出控制信号至通道选择电路；通道选择电路，通过第一USB n接口和第二USB n接口与Type‑c连接器连接，用于基于控制信号控制第一USB n接口和第二USB n接口的通讯状态。通过USB n接口，n大于2，可有效增加带宽，提升数据传输速率，满足现今海量数据的传输需求。

Description

Type-c接口电路、芯片及电子设备

技术领域

本实用新型涉及USB接口技术，尤其涉及一种Type-c接口电路、芯片及电子设备。

背景技术

通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)协会在2014年发布了USB全新的接口：Type-c接口，该接口支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，解决了“USB永远插不准”的难题。其中，Type-c接口的最大数据传输速度可达10Gbit/s，且支持USB标准的充电、数据传输、显示输出等功能，各种电子设备(例如，诸如智能电话、蜂窝电话、平板电脑、笔记本式计算机、膝上型计算机、台式计算机、集线器等)被配置为通过通用串行总线连接器进行通信。

目前，通用的Type-c接口包含以下两种：全功能Type-c接口和USB2.0接口。其中，最常用的是USB2.0接口。在实际应用中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

USB2.0接口采用的是传统的块传输(Bulk-Only Transport，简称BOT)协议，在信号传输的方法上采用主机控制的方式，其理论带宽只有480Mbps，其带宽和数据传输速率都略显不足，无法满足现今社会海量数据传输的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种Type-c接口电路、芯片及电子设备，可有效增加带宽，提高数据传输速率。

第一方面，本实用新型提供一种Type-c接口电路，包括：Type-c连接器，集成电路芯片，配置电路，通道选择电路，其中，

所述Type-c连接器，包括第一USB n接口以及第二USB n接口，其中n大于2；

所述集成电路芯片，通过所述配置电路与所述Type-c连接器连接，用于检测电子设备的正反插，并根据所述正反插输出控制信号至所述通道选择电路；

所述通道选择电路，通过所述第一USB n接口和第二USB n接口与所述Type-c连接器连接，用于基于所述控制信号控制所述第一USB n接口和第二USB n接口的通讯状态。

可选的，在所述集成电路芯片检测电子设备的正反插时，被配置为检测所述配置电路的状态，根据所述状态确定所述电子设备的正反插。

可选的，所述配置电路包括：第一配置接口、第二配置接口，第一电阻器、第二电阻器以及第三电阻器；

所述第一电阻器选择性地与所述第一配置接口或者所述第二配置接口接通，所述第一电阻器的另一端与所述Type-c连接器连接；

所述第二电阻器的一端与第一配置接口连接；

所述第三电阻器的一端与第二配置接口连接。

可选的，所述集成电路芯片被配置为检测第一配置接口和/或第二配置接口的电压值是否发生变化；

在检测到所述第一配置接口的电压值发生变化时，确定所述电子设备为正插；

或者，在检测到所述第二配置接口的电压值发生变化时，确定所述电子设备为反插。

可选的，在确定所述电子设备为正插或者确定所述电子设备为反插之后，包括：

当所述电子设备为正插时，所述控制信号用于启用所述第一USB n接口，停用所述第二USB n接口；

或者，当所述电子设备为反插时，所述控制信号用于停用所述第一USB n接口，启用所述第二USB n接口。

可选的，所述通道选择电路包括以下任意一种：3.0开关、5.0开关和6.0开关等。

可选的，所述Type-c连接器还包括USB2.0接口，所述Type-c连接器还通过所述USB2.0接口与所述集成电路芯片连接。

可选的，所述集成电路芯片为SOC芯片。

第二方面，本实用新型提供一种Type-c接口芯片，包括：如上述第一方面中任一项所述的Type-c接口电路。

第三方面，本实用新型提供一种电子设备，包括：如上述第一方面中任一项所述的Type-c接口电路。

本实用新型提供的Type-c接口电路、芯片及电子设备，至少具有以下有益效果：

本实用新型提供的Type-c接口电路、芯片及电子设备，包括：Type-c连接器，集成电路芯片，配置电路，通道选择电路，其中，所述Type-c连接器，包括第一USB n接口以及第二USB n接口，其中n大于2；所述集成电路芯片，通过所述配置电路与所述Type-c连接器连接，用于检测电子设备的正反插，并根据所述正反插输出控制信号至所述通道选择电路；所述通道选择电路，通过所述第一USB n接口和第二USB n接口与所述Type-c连接器连接，用于基于所述控制信号控制所述第一USB n接口和第二USB n接口的通讯状态。由于在本方案中选用USB n接口，n大于2，可以大大提升传输带宽，从而提升数据传输速率，满足现今社会海量数据传输需求，提升用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的Type-c接口电路的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的Type-c接口电路的结构示意图；

图3为本实用新型又一实施例提供的Type-c接口电路的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的Type-c接口芯片的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。附图示出了根据示例性实施方式的图示。在本文中也可被称为“示例”的这些实施方式被足够详细地描述，以使本领域中的技术人员能够实践本文所描述的所要求保护的主题的实施方式。在不偏离所要求保护的主题的范围和精神的情况下，可组合实施方式，可使用其它实施方式，或可做出结构、逻辑和电气改变。应理解的是，本文中所描述的实施方式并不旨在限制主题的范围，而是使本领域中的技术人员能够实践、制作和/或使用该主题。

通常Type-c接口设计上有两种通用设计，一种是全功能设计MUX+PD control+DPTo HDMI，即全功能Type-c接口；另一种是仅USB 2.0设计，也就是USB2.0接口。其中，最常用的是USB 2.0接口，其采用传统的块存储协议，在信号传输的方法上采用主机控制的方式，其理论带宽只有480Mbps，带宽和数据传输速率都略显不足，无法满足现今社会海量数据传输的需求。

基于上述，本实用新型提供一种Type-c接口电路，通过引入USB n接口，其中，n大于2，解决USB 2.0接口带宽小，数据传输速率低的问题。

如本文中所使用的，如果电子设备符合通用串行总线(USB)规范中的至少一个版本，则该电子设备被称作“支持USB的”。这样的USB规范的示例包括但不限于，USB规范修订版2.0、USB 3.0规范、USB 3.1规范和/或各种补充(例如，诸如On-The-Go或OTG)、其版本和勘误表。USB规范通常定义了差分串行总线的用于设计和建立标准通信系统和外设所需的特性(例如，属性、协议定义、事务类型、总线管理、编程接口等)。例如，外围电子设备通过主机设备的USB端口附接到该主机设备。USB 2.0接口包括5V的电源线(表示为VBUS)、一对差分数据线(表示为D+或DP以及D-或DN)和用于电源返回的接地线(表示为GND)。USB 3.0接口还提供用于与USB 2.0接口的向后兼容性的VBUS线、D+线、D-线和GND线。另外，为了支持更快的差分总线(USB超高速总线)，USB 3.0接口还提供了一对差分发射机数据线(表示为SSTX+和SSTX-)、一对差分接收器数据线(表示为SSRX+和SSRX-)、用于供电的电源线(表示为DPWR)和用于电源返回的接地线(表示为DGND)。USB 3.1接口提供了与USB 3.0接口相同的线，以用于与USB 2.0和USB 3.0的通信的向后兼容性，但通过被称作增强的超高速的特征的集合扩展了超高速总线的性能。

下面，通过具体的实施例，对本实用新型提供的Type-C接口电路、芯片及电子设备的具体结构进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的Type-c接口电路的结构示意图。如图1所示，本实施例的Type-c接口电路10包括：Type-c连接器11、集成电路芯片12、通道选择电路13和配置电路(Configuration Channel，简称CC)14。

其中，Type-c连接器11，包括第一USB n接口以及第二USB n接口，其中n大于2。集成电路芯片12，通过配置电路14与Type-c连接器11连接，用于检测电子设备的正反插，并根据正反插输出控制信号至通道选择电路13。通道选择电路13通过第一USB n接口和第二USBn接口与Type-c连接器11连接，用于基于控制信号控制第一USB n接口和第二USB n接口的通讯状态。

在实际应用中，Type-c连接器11被配置为与具有Type-c接口的电子设备建立连接。可以理解的是，这里的电子设备是指可以通过Type-c连接线与Type-c连接器11建立通讯连接的设备，其包括但不限于计算机，例如，台式计算机、笔记本式计算机等；移动设备，例如，平板电脑、电子阅读器设备等；移动通信设备，例如，智能电话、蜂窝电话、个人数字助理、消息传递设备、袖珍型PC机等；连接设备，例如，电缆、适配器、集线器、扩展坞等；音频/视频/数据记录和/或播放设备，例如，相机、话音记录器、手持式扫描仪、监控器等；以及，可使用Type-c连接器11以用于通信和/或电池充电的其他类似的电子设备。

该实施例在设计可以检测电子设备的正反插的Type-c接口电路时，引入USB n接口，n大于2，包括第一USB n接口和第二USB n接口，来增大带宽，提高数据传输速率。示例性地，例如，USB n接口可以为USB 3.0接口、USB 3.1接口或USB 4.0接口，等等。至于该结构如何检测电子设备的正反插，可参考后续详细描述。

本实施例的Type-c接口电路，包括：Type-c连接器，集成电路芯片，配置电路，通道选择电路，其中，Type-c连接器，包括第一USB n接口以及第二USB n接口，n大于2；集成电路芯片，通过配置电路与Type-c连接器连接，用于检测电子设备的正反插，并根据正反插输出控制信号至通道选择电路；通道选择电路，通过第一USB n接口和第二USB n接口与Type-c连接器连接，用于基于控制信号控制第一USB n接口和第二USB n接口的通讯状态。由于在本方案中选用USB n接口，n大于2，可以大大提升传输带宽，从而提升数据传输速率，满足现今社会海量数据传输需求，提升用户体验。

在上述实施例的基础上，一种实现方式中，在集成电路芯片12检测电子设备的正反插时，被配置为检测配置电路14的状态，根据该状态确定电子设备的正反插。具体地，当有电子设备接入Type-c连接器11时，其可能是正插，也可能是反插，这里，正插和反插是相对的，本领域技术人员可以理解，针对常规的USB接口来说，具有两个插入方向，正插意味着正确的插入方向，而反插意味着与正插相反的方向。但对于Type-c接口来说，无严格意义的正插或者反插，因此，在本实用新型中，正插、反插代表不同的插入方向，不代表插入方向的正确与否。

一些实施例中，如图2所示，配置电路14包括：第一配置接口、第二配置接口，第一电阻器R1、第二电阻器R2以及第三电阻器R3。其中，第一电阻器R1的一端选择性地与第一配置接口或者第二配置接口连接，第一电阻器R1的另一端与Type-c连接器11连接，另一端接地；第二电阻器R2的一端与第一配置接口连接，第二电阻器R2的另一端接入供电电压(VoltCurrent Condenser，VCC)；第三电阻器R3的一端与第二配置接口连接，第三电阻器R3的另一端接入供电电压。

进一步的，集成电路芯片12检测配置电路14状态，包括以下至少一种：

一、集成电路芯片12检测配置电路14上第一配置接口和/或第二配置接口是否与第一电阻器R1接通。

在检测到第一配置接口与第一电阻器R1接通时，确定电子设备为正插；

在检测到第二配置接口与第一电阻器R1接通时，确定电子设备为反插。

或者，

在检测到第一配置接口与第一电阻器R1接通时，确定电子设备为反插；

在检测到第二配置接口与第一电阻器R1接通时，确定电子设备为正插。

二、集成电路芯片12检测配置电路14上第一配置接口和/或第二配置接口的电压值是否发生变化。

在检测到第一配置接口的电压值发生变化时，确定电子设备为正插；

在检测到第二配置接口的电压值发生变化时，确定电子设备为反插。

或者，

在检测到第一配置接口的电压值发生变化时，确定电子设备为反插；

在检测到第二配置接口的电压值发生变化时，确定电子设备为正插。

一些实施例中，第一电阻器R1被配置为下拉电阻器(或称Rp电阻器)，第二电阻器R2和第三电阻器R3被配置为上拉电阻器(或称Rd电阻器)。第一电阻器R1的一端与Type-c接口连接，第一电阻器R1的另一端选择性地接入第一配置接口或者第二配置接口。具体地，当电子设备接入时，第一电阻器R1与第一配置接口或者第二配置接口接通，与第二电阻器R2或者第三电阻器R3产生分压，从而使第一配置接口或者第二配置接口的状态发生变化，集成电路芯片12检测到第一配置接口或者与第二配置接口的状态变化后，确定电子设备是正插还是反插，并基于正插或反插输出控制信号至通道选择电路13。本领域技术人员可以理解的是，第二电阻器R2的阻值和第三电阻器R3的阻值是不同的，这样第一配置接口或者第二配置接口处的电压值就不同，集成电路芯片12还可根据电压值输出控制信号。

当电子设备正插时，第一电阻器R1与第一配置接口接通，与第二电阻器R2分压，从而使第一配置接口的电压产生变化，集成电路芯片12检测到电压变化后，判断出电子设备正插，输出电子设备为正插的控制信号至通道选择电路13。

当电子设备反插时，第一电阻器R1与第二配置接口接通，与第三电阻器R3分压，从而使第二配置接口的电压产生变化，集成电路芯片12检测到电压变化后，判断出电子设备反插，输出电子设备为反插的控制信号至通道选择电路13。

当电子设备为正插时，控制信号用于启用第一USB n接口，停用第二USB n接口；或者，当电子设备为反插时，控制信号用于停用第一USB n接口，启用第二USB n接口。

集成电路芯片12输出控制信号至通道选择电路13。对应地，通道选择电路13接收到集成电路芯片12发送的控制信号后，对第一USB n接口和第二USB n接口进行启用或停用操作。

应当理解的是，配置接口(包括第一配置接口和第二配置接口)是位于Type-c接口电路中的一个重要接口，是下行接口(Downstream Facing Port，简称DFP)和上行接口(Upstream Facing Port，简称UFP)之间重要的配置通道，它的作用包括检测USB连接和检测正反插，以及USB设备间数据与电源线的连接建立与管理等。DFP可根据第一配置接口和第二配置接口的电压值和/或电阻值，判断是否有电子设备插入，并通过判断第一配置接口和第二配置接口的电压值和/或电阻值是否发生变化，来判断电子设备的正反插。

可选地，通道选择电路13可以为电源开关(Power SW)，其包括但不限于以下开关的任意一种：3.0开关、5.0开关和6.0开关等。

进一步的，集成电路芯片12可以是片上系统(System-on-a-Chip，简称SOC)芯片。本领域技术人员可以理解的是，SOC芯片有专用目标的集成电路，将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。

图3为本实用新型又一实施例提供的Type-c接口电路的结构示意图。如图3所示，Type-c接口电路20包括：Type-c连接器21、集成电路芯片22、通道选择电路23和配置电路24。

其中，Type-c连接器21，包括第一USB n接口以及第二USB n接口，其中n大于2。集成电路芯片22，通过配置电路24与Type-c连接器21连接，用于检测电子设备的正反插，并根据正反插输出控制信号至通道选择电路23。通道选择电路23通过第一USB n接口和第二USBn接口与Type-c连接器21连接，用于基于控制信号控制第一USB n接口和第二USB n接口的通讯状态。

该实施例中，上述各部分的功能和描述可参考如前实施例，此处不再赘述。在此基础上，Type-c连接器21还可以包括至少一个USB 2.0接口，Type-c连接器11通过至少一个USB 2.0接口与集成电路芯片22连接，用于数据的传输，实现USB握手等基本功能。

本领域技术人员可以理解，USB 2.0接口中用于信号传输的一对高速率差分线(High-speed差分线)，来实现数据的传输。本实施例的技术方案，通过保留USB 2.0接口，并利用Type-c连接器21通过USB 2.0接口与集成电路芯片22连接，在使用USB n的基础上，进行Type-c连接器21与集成电路芯片22之间基本的通信连接，兼容USB 2.0的设计。

本实用新型还提供一种Type-c接口芯片。如图4所示，Type-c接口芯片30包括如上任一实施例的Type-c接口电路。

本实用新型还提供一种电子设备。如图5所示，该电子设备40包括如上任一实施例的Type-c接口电路。

虽然仅仅已经对本实用新型的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。而且，为了提供对示例性实施例的简洁说明，可能尚未描述实际实施方式的所有部件。应该了解，在任何这种实际实施方式的开发中，如在任何工程或者设计项目中一样，可能进行若干具体实施决策。这种开发工作可能是复杂的且耗时的，但对受益于本实用新型的那些普通技术人员来说，仍将是设计、加工和制造的例行程序，而无需过多实验。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种Type-c接口电路，其特征在于，包括：Type-c连接器，集成电路芯片，配置电路，通道选择电路，其中，

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，在所述集成电路芯片检测电子设备的正反插时，被配置为检测所述配置电路的状态，根据所述状态确定所述电子设备的正反插。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述配置电路包括：

第一配置接口、第二配置接口，第一电阻器、第二电阻器以及第三电阻器；

所述第二电阻器的一端与所述第一配置接口连接；

所述第三电阻器的一端与所述第二配置接口连接。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述集成电路芯片被配置为检测第一配置接口和/或第二配置接口的电压值是否发生变化；

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，在确定所述电子设备为正插或者确定所述电子设备为反插之后，包括：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电路，其特征在于，所述通道选择电路包括以下任意一种：3.0开关、5.0开关和6.0开关。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电路，其特征在于，所述Type-c连接器还包括USB2.0接口，所述Type-c连接器还通过所述USB2.0接口与所述集成电路芯片连接。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述集成电路芯片为片上系统SOC芯片。

9.一种Type-c接口芯片，其特征在于，包括：权利要求1至8中任意一项所述的Type-c接口电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的Type-c接口电路。