DE102021121019A1 - Masse- und versorgungskabel-kompensationsarchitektur für usb-leistungszufuhrsubsystem - Google Patents

Masse- und versorgungskabel-kompensationsarchitektur für usb-leistungszufuhrsubsystem Download PDF

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Abstract

Es wird ein Multiport-Universal-Serial-Bus-Typ-C(USB-C)-Controller mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensationsstechnologien beschrieben. Ein USB-C-Controller umfasst eine erste Leistungssteuerschaltung (PCU), die an einen Systemmasseanschluss und einen ersten Masseanschluss gekoppelt ist, und eine zweite PCU, die an den Systemmasseanschluss und einen zweiten Masseanschluss gekoppelt ist. Die erste PCU empfängt ein erstes Massesignal, das ein erstes Massepotenzial an einem ersten USB-C-Verbinder angibt, und passt ein erstes Leistungsspannungsleitungs(VBUS)-Signal auf dem ersten VBUS-Anschluss basierend auf dem ersten Massesignal und der Systemmasse an. Die zweite PCU empfängt ein zweites Massesignal, das ein zweites Massepotenzial an einem zweiten USB-C-Verbinder angibt, und passt ein zweites VBUS-Signal auf dem zweiten VBUS-Anschluss basierend auf dem zweiten Massesignal und der Systemmasse an.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Patentanmeldung beansprucht den Nutzen und die Priorität der vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 63/074,021 , angemeldet am 3. September 2020, deren gesamter Inhalt durch Verweis hierin aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Verschiedene elektronische Vorrichtungen (z. B. Smartphones, Tablets, Notebook-Computer, Laptop-Computer, Hubs, Ladegeräte, Adapter usw.) sind konfiguriert, um Leistung durch USB(Universal Serial Bus)-Verbinder gemäß den USB-Leistungszufuhrprotokollen, die in verschiedenen Revisionen der USB-Leistungszufuhr-Spezifikation (USB Power Delivery (USB-PD) Specification) definiert sind, zu übertragen. Zum Beispiel kann in einigen Anwendungen eine elektronische Vorrichtung als Leistungsverbraucher konfiguriert sein, um Leistung über einen USB-Verbinder zu empfangen (z. B. zum Laden einer Batterie). Im Gegensatz dazu kann in anderen Anwendungen eine elektronische Vorrichtung als Leistungsbereitsteller konfiguriert sein, um einer anderen verbundenen Vorrichtung über einen USB-Verbinder Leistung bereitzustellen.
  • Figurenliste
  • Die Offenbarung wird beispielhaft, und nicht beschränkend, in den Figuren der begleitenden Zeichnungen veranschaulicht.
    • 1 ist ein Blockdiagramm einer Multiport-USB-PD(Universal Serial Bus Power Delivery)-Vorrichtung mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensation gemäß mindestens einer Ausführungsform.
    • 2 ist eine schematische Darstellung einer physikalischen Konfigurationskanal(Configuration Channel, CC)-Schnittstelle gemäß mindestens einer Ausführungsform.
    • 3 ist eine Grafik, die ein Augendiagramm eines Empfängers einer physikalischen CC-Schnittstelle gemäß mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht.
    • 4 ist ein Blockdiagramm eines Dual-Port-USB-C-Controllers mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensation gemäß mindestens einer Ausführungsform.
    • 5 ist ein Blockdiagramm, das ein System für eine USB-Vorrichtung mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensation zur Verwendung bei der USB-Leistungszufuhr gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht.
    • 6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Masse- und Versorgungskabel-Kompensation für eine USB-PD-Leistungsvorrichtung, gemäß mindestens einer Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung legt zahlreiche spezifische Details, wie etwa Beispiele für spezifische Systeme, Komponenten, Verfahren usw., dar, sodass verschiedene Ausführungsformen der hierin beschriebenen Techniken zum Bereitstellen einer Masse- und Versorgungskabel-Kompensation, wie in USB-Leistungszufuhr(PD)-Anwendungen verwendet, leicht verstanden werden können. Für den Fachmann wird es jedoch ersichtlich sein, dass zumindest einige Ausführungsformen ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Fällen werden bekannte Komponenten, Elemente oder Verfahren nicht im Detail beschrieben oder werden in einem einfachen Blockdiagrammformat präsentiert, um eine unnötige Verschleierung der hierin beschriebenen Techniken zu vermeiden. Somit sind die im Folgenden dargelegten spezifischen Details lediglich beispielhaft. Bestimmte Implementierungen können von diesen beispielhaften Details abweichen und dennoch als innerhalb des Wesens und Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegend erachtet werden.
  • Verweise in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“, „einige Ausführungsformen“ und „verschiedene Ausführungsformen“ bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur, ein bestimmter Schritt, ein bestimmter Vorgang oder eine bestimmte Eigenschaft, welche im Zusammenhang mit der/den Ausführungsform(en) beschrieben werden, in mindestens einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ist. Ferner verweisen die Ausdrücke „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“, „einige Ausführungsformen“ und „verschiedene Ausführungsformen“ an verschiedenen Stellen in der Beschreibung nicht notwendigerweise alle auf dieselbe/n Ausführungsform(en).
  • Die Beschreibung umfasst Verweise auf die begleitenden Zeichnungen, die Bestandteil der detaillierten Beschreibung sind. Die Zeichnungen zeigen Veranschaulichungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen, die hierin auch „Beispiele“ genannt werden können, werden ausreichend detailliert beschrieben, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsformen des hierin beschriebenen, beanspruchten Gegenstands zu praktizieren. Die Ausführungsformen können kombiniert werden, andere Ausführungsformen können benutzt werden oder strukturelle, logische und elektrische Veränderungen können vorgenommen werden, ohne dass vom Schutzbereich und Wesen des beanspruchten Gegenstands abgewichen wird. Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen den Schutzbereich des Gegenstands nicht einschränken sollen, sondern es dem Fachmann vielmehr ermöglichen sollen, den Gegenstand in die Praxis umzusetzen, herzustellen und/oder zu verwenden.
  • Hierin werden verschiedene Ausführungsformen von Techniken zur Bereitstellung eines Multiport-Universal-Serial-Bus-Typ-C(USB-C)-Controllers mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensationstechnologien in elektronischen Vorrichtungen bei der USB-PD beschrieben. Beispiele für solche elektronischen Vorrichtungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Personalcomputer (z. B. Laptop-Computer, Notebook-Computer usw.), mobile Rechenvorrichtungen (z. B. Tablets, Tablet-Computer, E-Reader-Vorrichtungen usw.), mobile Kommunikationsvorrichtungen (z. B. Smartphones, Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten, Messaging-Vorrichtungen, Pocket-PCs usw.), Konnektivitäts- und Ladevorrichtungen (z. B. Hubs, Docking-Stationen, Adapter, Ladegeräte usw.), Audio-/Video-/Datenaufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtungen (z. B. Kameras, Sprachaufzeichnungsvorrichtungen, Handscanner, Monitore usw.) und andere ähnliche elektronische Vorrichtungen, die USB-Verbinder (Schnittstellen) zur Kommunikation, zum Laden einer Batterie und/oder für die Leistungszufuhr verwenden können. In mindestens einer Ausführungsform umfasst ein USB-C-Controller eine erste Leistungssteuerschaltung (Power Control Circuit, PCU), die an einen Systemmasseanschluss und einen ersten Masseanschluss gekoppelt ist, und eine zweite PCU, die an den Systemmasseanschluss und einen zweiten Masseanschluss gekoppelt ist. Die erste PCU empfängt ein erstes Massesignal, das ein erstes Massepotenzial an einem ersten USB-C-Verbinder angibt, und passt ein erstes Leistungsspannungssignal (VBUS-Signal) auf dem ersten VBUS-Anschluss basierend auf dem ersten Massesignal und der Systemmasse an. Die zweite PCU empfängt ein zweites Massesignal, das ein zweites Massepotenzial an einem zweiten USB-C-Verbinder angibt, und passt ein zweites VBUS-Signal auf dem zweiten VBUS-Anschluss basierend auf dem zweiten Massesignal und der Systemmasse an.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst ein USB-C-Controller USB-Datenports (CC-PHY oder USB-Datenleitung), die an einen ersten Masseanschluss gekoppelt sind, und einen zweiten Datenport, der an einen zweiten Masseanschluss gekoppelt ist. Der erste Datenport empfängt ein erstes Massesignal, das ein erstes Massepotenzial an einem ersten USB-C-Verbinder angibt, und passt das Datenausgangssignal (CC1/CC2 oder DP/DM) auf dem Datenanschluss basierend auf dem ersten Massesignal an. Der zweite Datenport empfängt ein zweites Massesignal, das ein zweites Massepotenzial an einem zweiten USB-C-Verbinder angibt, und passt das Datenausgangssignal (CC1/CC2 oder DP/DM) auf dem Datenanschluss basierend auf dem zweiten Massesignal an.
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können für Wechselstrom-Gleichstrom(AC-DC)-USB-Typ-C-Leistungsadapter mit einem Bereitsteller-FET (z. B. einem Pass-Gate-FET, einem N-Kanal-FET (NFET)-Schalter), für AC-DC-Leistungsadapter, Typ-C/PD-Produkte, die einen Bereitsteller-FET für einen Bereitsteller- oder Verbraucher-Pfad verwenden, für Leistungsadapterlösungen mit Typ-C-PD-Fähigkeit und für USB-Typ-C-konforme DC-DC-Leistungsbereitsteller und/oder Versorger mit Bereitsteller-FET verwendet werden.
  • Eine USB-fähige elektronische Vorrichtung oder ein System kann mit mindestens einem Release der USB-Spezifikation übereinstimmen. Beispiele für solche USB-Spezifikationen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, die USB-Spezifikations-Revision 2.0, die USB-3.0-Spezifikation, die USB-3.1-Spezifikation und/oder verschiedene Ergänzungen (wie z. B. On-The-Go oder OTG), Versionen und Errata davon. Die USB-Spezifikationen definieren im Allgemeinen die Eigenschaften (z. B. Attribute, Protokolldefinition, Transaktionstypen, Busmanagement, Programmierschnittstellen usw.) eines differenziellen seriellen Busses, die erforderlich sind, um Standard-Kommunikationssysteme und -Peripheriegeräte zu konzipieren und aufzubauen. Zum Beispiel ist eine USB-fähige Peripherievorrichtung durch einen USB-Port der Host-Vorrichtung an eine USB-fähige Host-Vorrichtung angeschlossen, um ein USB-fähiges System zu bilden. Ein USB-2.0-Port umfasst eine Leistungsspannungsleitung von 5 V (als VBUS bezeichnet), ein differenzielles Paar von Datenleitungen (als D+ oder DP und D- oder DN bezeichnet) und eine Masseleitung für die Leistungsrückleitung (als GND bezeichnet). Ein USB-3.0-Port stellt ebenfalls die VBUS-, D+-, D-- und GND-Leitungen für eine Abwärtskompatibilität mit USB 2.0 bereit. Darüber hinaus, stellt ein USB-3.0-Port zur Unterstützung eines schnelleren differenziellen Busses (des USB-SuperSpeed-Busses) auch ein differenzielles Paar Senderdatenleitungen (als SSTX+ und SSTX- bezeichnet), ein differenzielles Paar Empfängerdatenleitungen (als SSRX+ und SSRX- bezeichnet), eine Leistungsleitung für Leistung (als DPWR bezeichnet) und eine Masseleitung für die Leistungsrückleitung (als DGND bezeichnet) bereit. Ein USB-3.1-Port stellt die gleichen Leitungen wie ein USB-3.0-Port für die Abwärtskompatibilität mit USB-2.0- und USB-3.0-Kommunikationen bereit, erweitert jedoch die Leistungsfähigkeit des SuperSpeed-Busses durch eine Sammlung von Merkmalen, die als Enhanced SuperSpeed bezeichnet werden.
  • Eine neuere Technologie für USB-Verbinder, die USB-Typ-C genannt wird, ist in verschiedenen Releases und/oder Versionen der USB-Typ-C-Spezifikation definiert. Die USB-Typ-C-Spezifikation definiert Typ-C-Buchse, Typ-C-Stecker und Typ-C-Kabel, die sowohl USB-Kommunikationen als auch Leistungszufuhr über neuere USB-Leistungszufuhrprotokolle, die in verschiedenen Revisionen/Versionen der USB-PD-Spezifikation definiert sind, unterstützen können. Beispiele für USB Typ-C-Funktionen und -Anforderungen können Daten- und andere Kommunikationen gemäß USB 2.0 und USB 3.0/3.1, elektromechanische Definitionen und Leistungsfähigkeitsanforderungen für Typ-C-Kabel, elektromechanische Definitionen und Leistungsfähigkeitsanforderungen für Typ-C-Buchsen, elektromechanische Definitionen und Leistungsfähigkeitsanforderungen für Typ-C-Stecker, Anforderungen für den Typ-C für Vorläufer-Kabelbaugruppen und - Adapter, Anforderungen für Typ-C-basierte Vorrichtungserkennung und Schnittstellenkonfiguration, Anforderungen für eine optimierte Leistungszufuhr für Typ-C-Verbinder usw. umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Gemäß der/den USB-Typ-C-Spezifikation(en) stellt ein Typ-C-Port unter anderem VBUS-, D+-, D--, GND-, SSTX+-, SSTX--, SSRX+- und SSRX--Leitungen bereit. Darüber hinaus stellt ein Typ-C-Port auch eine Seitenbandbenutzungsleitung (als SBU(Sideband Use)-Leitung bezeichnet) zur Signalisierung von Seitenbandfunktionalität und eine Konfigurationskanalleitung (als CC-Leitung bezeichnet) zur Ermittlung, Konfiguration und zum Management von Verbindungen über ein Typ-C-Kabel bereit. Ein Typ-C-Port kann mit einem Typ-C-Stecker und/oder einer Typ-C-Buchse assoziiert sein. Für mehr Bedienkomfort sind der Typ-C-Stecker und die Typ-C-Buchse als ein umkehrbares Paar konzipiert, das unabhängig von der Stecker-Buchse-Ausrichtung arbeitet. Somit stellt ein Standard-USB-Typ-C-Verbinder, der als Standard-Typ-C-Stecker oder -Buchse angeordnet ist, unter anderem Anschlüsse für vier VBUS-Leitungen, vier Masserückleitungen (GND-Leitungen), zwei D+-Leitungen (DP1 und DP2), zwei D--Leitungen (DN1 und DN2), zwei SSTX+-Leitungen (SSTXP1 und SSTXP2), zwei SSTX--Leitungen (SSTXN1 und SSTXN2), zwei SSRX+-Leitungen (SSRXP1 und SSRXP2), zwei SSRX--Leitungen (SSRXN1 und SSRXN2), zwei CC-Leitungen (CC1 und CC2) und zwei SBU-Leitungen (SBU1 und SBU2) bereit.
  • Einige USB-fähige elektronische Vorrichtungen können mit einer spezifischen Revision und/oder Version der USB-PD-Spezifikation konform sein. Die USB-PD-Spezifikation definiert ein Standardprotokoll, das konzipiert ist, um die maximale Funktionalität von USB-fähigen Vorrichtungen zu ermöglichen, indem eine flexiblere Leistungszufuhr zusammen mit Datenkommunikationen über ein einziges USB-Typ-C-Kabel durch USB-Typ-C-Ports bereitgestellt wird. Die USB-PD-Spezifikation beschreibt auch die Architektur, die Protokolle, das Leistungsversorgungsverhalten, die Parameter und die Verkabelung, welche für das Management der Leistungszufuhr über USB-Typ-C-Kabel bei einer Leistung von bis zu 100 W notwendig sind. Gemäß der USB-PD-Spezifikation können Vorrichtungen mit USB-Typ-C-Ports (wie z. B. USB-fähige Vorrichtungen) über ein USB-Typ-C-Kabel mehr Strom und/oder höhere oder niedrigere Spannungen aushandeln, als in älteren USB-Spezifikationen (wie z. B. der USB-2.0-Spezifikation, der USB-3.1-Spezifikation, der USB-Batterieladespezifikation Rev. 1.1/1.2 usw.) erlaubt sind. Zum Beispiel definiert die USB-PD-Spezifikation die Anforderungen für einen Leistungszufuhrvertrag (PD-Vertrag), der zwischen einem Paar USB-fähiger Vorrichtungen ausgehandelt werden kann. Der PD-Vertrag kann sowohl den Leistungspegel als auch die Richtung der Leistungsübertragung, die beide Vorrichtungen aufnehmen können, spezifizieren und kann dynamisch neu verhandelt werden (z. B. ohne Ausstecken der Vorrichtung), auf Anfrage einer der beiden Vorrichtungen und/oder als Reaktion auf verschiedene Ereignisse und Bedingungen, wie etwa Rollenumkehr bei der Leistungsversorgung (Power Role Swap) und dem Datenverkehr (Data Role Swap), Hard-Reset, Störung der Leistungsquelle usw.
  • Gemäß der USB-PD-Spezifikation ist eine elektronische Vorrichtung typischerweise konfiguriert, um einer anderen Vorrichtung durch einen auf einer USB-VBUS-Leitung konfigurierten Leistungspfad Leistung zuzuführen. Die Vorrichtung, welche die Leistung bereitstellt, wird typischerweise als „Bereitsteller“ (oder Leistungsquelle) bezeichnet (oder umfasst einen solchen), und die Vorrichtung, die Leistung verbraucht, wird normalerweise als „Verbraucher“ (oder Leistungssenke) bezeichnet (oder umfasst einen solchen). Ein Leistungspfad umfasst typischerweise einen Leistungsschalter, der auf der VBUS-Leitung in Reihe geschaltet und konfiguriert ist, um die Leistungszufuhr ein- und auszuschalten.
  • Wie oben beschrieben, können die CC-Leitungen (z. B. CC1/CC2) bei der USB-PD für die Entdeckung (Anschluss- oder Trennungs-Erkennung), die Leistungsversorgung der Kabel-ICs und die Kommunikation zwischen den Downstream-Ports (Downstream Facing Ports, DFPs) und den Upstream-Ports (Upstream Facing Ports, UFPs) verwendet werden. An den CC-Anschlüssen eines Verbinders muss bei der Übermittlung von Daten zur Kommunikation ein Augendiagramm eingehalten werden, wie unten mit Bezug auf 2-3 beschrieben. In bestimmten Anwendungen, wie bei Automobilanwendungen, sind Systemmasse (auch „Chip-Masse“ genannt) und Verbindermasse über ein langes Kabel verbunden (z. B. von einem Armaturenbrett zu einer Rücksitzbank). In einigen Fällen kann das Kabel eine Länge aufweisen, die Spannungsabfälle verursacht. Wenn hohe Leistungen (3 A-5 A Laststrom) über das Kabel zugeführt werden, kann es aufgrund des langen Kabels zu einem erheblichen Spannungsabfall auf dem Masseanschluss an dem Verbinder kommen. Zum Beispiel kann die Verbindermasse einen Spannungsabfall (z. B. 250 mV) gegenüber der Systemmasse aufweisen. Wenn ein Sender einen Signalpegel treibt, der einer „0“ auf den CC-Leitungen entspricht, scheint das Signal einen niedrigeren Spannungspegel (z. B. -250 mV) an dem Verbinder aufzuweisen, wodurch das Augendiagramm nicht eingehalten wird, da die innere und obere Grenze von „0“ +/-75 mV beträgt.
  • In ähnlicher Weise kann ein an die CC-Leitung gekoppelter Empfänger leicht auf den Unterschied der Massepotenziale reagieren. Es kann eine Spannungsverschiebung (z. B. eine Verschiebung von 250 mV bis 500 mV) auf dem Massesignal bei 1,2V-Signalisierung auftreten. Zum Beispiel kann es eine 500mV-Verschiebung geben, wobei ein erster Teil 250 mV aufgrund der Verbindermasse und 250 mV aufgrund des Kabels beträgt.
  • Darüber hinaus wird die VBUS-Versorgung verwendet, um Senkenvorrichtungen über ein Kabel mit Leistung zu versorgen. Die VBUS-Ausgangsspannung kann einen Fehler (z. B. einen +/-250mV-Fehler) in Bezug auf den Verbindermasseanschluss aufweisen und kann einen Spannungsabfall auf der VBUS-Leitung aufweisen, der bei 5 V (z. B. +/-10 %) signifikant ist.
  • Hierin werden verschiedene Ausführungsformen von Techniken zur Bereitstellung von Masse- und Versorgungskabel-Kompensation in einem Multiport-USB-C-Controller beschrieben. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können die oben beschriebenen Mängel und andere Herausforderungen eines Multiport-USB-PD-Systems mit integrierter Leistungssteuerungsarchitektur, das die elektrischen Anforderungen an Versorgung und Signal bei einem erheblichen Spannungsabfall auf Verbindermasse und Versorgungsmasse erfüllen kann, beheben bzw. meistern. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können einen Masseanschluss pro Port, der für eine physikalische Schnittstelle (z. B. CC_PHY) vorgesehen ist, bereitstellen. Dieser Anschluss ist von der Haupt-Chip-Masse (GND) oder der Leistungssteuerungsmasse (PGND) getrennt. Zwischen den Signalen des Verarbeitungskerns und der physikalischen Schnittstelle können digitale und analoge Pegelumsetzer verwendet werden. Da die Verbindermasse und die Masse der physikalischen Schnittstelle gleich sind, ist keine Masseverschiebung an einem Verbinder oder einem Empfänger zu sehen. Die Masseverschiebung kann durch Leistungssteuerungsfunktionen (oder Ausgangsregelungsfunktion oder Analog-Digital-Wandler (ADC)) erkannt werden und die Masseverschiebung kann verwendet werden, um die VBUS-Versorgung entsprechend zu korrigieren.
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Multiport-USB-PD-Vorrichtung 100 mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensation gemäß einer Ausführungsform. Das Multiport-USB-PD-Vorrichtung 100 umfasst einen Multiport-USB-C-Controller 116 (im Folgenden „USB-C-Controller“). Der USB-C-Controller 116 kann in einem Chip-Gehäuse angeordnet sein und umfasst ein USB-PD-Subsystem, das gemäß den hierin beschriebenen Techniken zur Masse- und Versorgungskabel-Kompensation konfiguriert ist. Der USB-C-Controller 116 ist konfiguriert, um einen PD-Vertrag mit einer an den USB-Typ-C-Port 140 angeschlossenen Verbrauchervorrichtung (nicht dargestellt) auszuhandeln und über einen Ausgangsanschluss die erforderliche VBUS-Spannung zu steuern. Der USB-Typ-C-Port 140 kann auch als USB-Typ-C-Verbinder bezeichnet werden und ist typischerweise mit einem Typ-C-Stecker assoziiert, aber es sollte sich verstehen, dass in verschiedenen Ausführungsformen der USB-Typ-C-Port stattdessen mit einer Typ-C-Buchse assoziiert sein kann. Der USB-C-Controller 116 ist konfiguriert, um eine PD-Steuerung mit anderen Verbrauchervorrichtungen auszuhandeln, die an andere USB-Typ-C-Ports angeschlossen sind, einschließlich eines N-ten USB-Typ-C-Ports 142.
  • In mindestens einer Ausführungsform befindet sich der USB-Typ-C-Port 140 an einer ersten Stelle, wie etwa an einer ersten Stelle innerhalb eines Fahrzeugs, und der USB-C-Controller 116 befindet sich an einer zweiten Stelle, wie etwa an einer zweiten Stelle innerhalb des Fahrzeugs. Der USB-Typ-C-Port 140 ist über ein erstes Kabel 112 an einen ersten Port 110 des USB-C-Controllers 116 gekoppelt. Ein zweiter USB-Typ-C-Port ist über ein zweites Kabel (in 1 nicht veranschaulicht) an einen zweiten Anschluss des USB-C-Controllers 116 gekoppelt. Ein N-ter USB-Typ-C-Port 142 ist über ein N-tes Kabel 122 an einen N-ten Port 120 des USB-C-Controllers 116 gekoppelt. Der Einfachheit halber werden der erste und der N-te Port 110, 120 jeweils als erster und zweiter Port 110, 120 bezeichnet.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der USB-C-Controller 116 einen Systemmasseanschluss 101, den ersten Port 110 und den zweiten Port 120. Der erste Port 110 umfasst einen ersten Masseanschluss 111, einen ersten VBUS-Anschluss 113, einen ersten Leistungsversorgungsmasseanschluss 119, CC-Anschlüsse 115 und Datenanschlüsse 117, und der zweite Port 120 umfasst einen zweiten Masseanschluss 121, einen zweiten VBUS-Anschluss 123, einen zweiten Leistungsversorgungsmasseanschluss 129, CC-Anschlüsse 125 und Datenanschlüsse 127. Der erste Port 110 ist über das erste Kabel 112 an den ersten USB-C-Verbinder 140 gekoppelt. Der erste Port 110 umfasst mindestens den ersten Masseanschluss 111, einen ersten VBUS-Anschluss 113, einen ersten Leistungsversorgungsmasseanschluss 119, einen ersten CC-Anschluss (CC1), einen zweiten CC-Anschluss (CC2). In einer weiteren Ausführungsform umfasst der erste Port 110 auch einen ersten Datenanschluss (DP) und einen zweiten Datenanschluss (DM). Der zweite Port 120 ist über das zweite Kabel 122 an den zweiten USB-C-Verbinder 142 gekoppelt. Der zweite Port 120 umfasst mindestens den zweiten Masseanschluss 121, einen zweiten VBUS-Anschluss 123, einen zweiten Leistungsversorgungsmasseanschluss 129, einen ersten CC-Anschluss (CC1), einen zweiten CC-Anschluss (CC2). In einer weiteren Ausführungsform umfasst der zweite Port 120 auch einen ersten Datenanschluss (DP) und einen zweiten Datenanschluss (DM).
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der USB-C-Controller 116 eine erste Leistungssteuerschaltung (PCU) 104, die an den Systemmasseanschluss 101 und den ersten Port 110 gekoppelt ist. Die erste PCU 104 empfängt ein erstes Massesignal, das ein erstes Massepotenzial an dem USB-Typ-C-Port 140 (z. B. einem ersten USB-C-Verbinder) angibt. Die erste PCU 104 passt ein erstes VBUS-Signal auf dem ersten VBUS-Anschluss basierend auf dem ersten Massesignal und einem Systemmassesignal auf dem Systemmasseanschluss 101 an. Das erste Massesignal ist von dem Systemmassesignal auf dem Systemmasseanschluss 101 galvanisch getrennt. Der USB-C-Controller 116 umfasst eine zweite PCU 114, die an den Systemmasseanschluss 101 und den zweiten Port 120 gekoppelt ist. Die zweite PCU 114 empfängt ein zweites Massesignal, das ein zweites Massepotenzial an dem USB-Typ-C-Port 142 (z. B. einem zweiten USB-C-Verbinder) angibt, und passt ein zweites VBUS-Signal auf dem zweiten VBUS-Anschluss basierend auf dem zweiten Massesignal und dem Systemmassesignal auf dem Systemmasseanschluss 101 an. Das zweite Massesignal ist von dem Systemmassesignal auf dem Systemmasseanschluss 101 galvanisch getrennt.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der USB-C-Controller 116 eine erste physikalische CC-Schnittstelle 106, die an den ersten Masseanschluss, den ersten CC-Anschluss und den zweiten CC-Anschluss des ersten Ports 110 gekoppelt ist. Der USB-C-Controller 116 umfasst eine zweite physikalische CC-Schnittstelle 116, die an den zweiten Masseanschluss, den ersten CC-Anschluss und den zweiten CC-Anschluss des zweiten Ports 120 gekoppelt ist. Die erste physikalische CC-Schnittstelle 106 arbeitet auf dem gleichen ersten Massepotenzial wie der USB-Typ-C-Port 140 (z. B. der erste USB-C-Verbinder). Die zweite physikalische CC-Schnittstelle 116 arbeitet auf dem gleichen zweiten Massepotenzial wie der USB-Typ-C-Port 142 (z. B. der zweite USB-C-Verbinder).
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der USB-C-Controller 116 einen Verarbeitungskern 102, der an die erste PCU 104 und die zweite PCU 114 gekoppelt ist. Der Verarbeitungskern 102 ist konfiguriert, um erste Steuersignale 103 unter Verwendung der ersten physikalischen CC-Schnittstelle 106 zu senden oder zu empfangen und zweite Steuersignale 105 unter Verwendung der zweiten physikalischen CC-Schnittstelle 114 zu senden oder zu empfangen.
  • In mindestens einer Ausführungsform ist der USB-C-Controller 116 an eine erste Masseerfassungsschaltung 124 gekoppelt. Insbesondere ist der erste Masseanschluss des ersten Eingangs 110 an die erste Masseerfassungsschaltung 124 gekoppelt. Die erste Masseerfassungsschaltung 124 ist konfiguriert, um das erste Massepotenzial an dem USB-Typ-C-Port 140 (z. B. dem ersten USB-C-Verbinder) zu erfassen und das erste Massesignal, welches das erste Massepotenzial angibt, zu erzeugen. Insbesondere misst die erste Masseerfassungsschaltung 124 das erste Massepotenzial auf der ersten Leistungsversorgungsmasseleitung an dem USB-Typ-C-Port 140, wobei die erste Leistungsversorgungsmasseleitung über das erste Kabel 112 an den ersten Leistungsversorgungsmasseanschluss 119 gekoppelt ist. Der USB-C-Controller 116 ist an eine zweite Masseerfassungsschaltung 126 gekoppelt. Insbesondere ist der zweite Masseanschluss des zweiten Ports 120 an die zweite Masseschaltung 126 gekoppelt. Die zweite Masseerfassungsschaltung 126 ist konfiguriert, um das zweite Massepotenzial an dem USB-Typ-C-Port 142 (z. B. dem zweiten USB-C-Verbinder) zu erfassen und das zweite Massesignal, welches das zweite Massepotenzial angibt, zu erzeugen. Insbesondere misst die zweite Masseerfassungsschaltung 126 das zweite Massepotenzial auf der zweiten Leistungsversorgungsmasseleitung an dem USB-Typ-C-Port 142, wobei die zweite Leistungsversorgungsmasseleitung über das zweite Kabel 122 an den zweiten Leistungsversorgungsmasseanschluss 129 gekoppelt ist.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der USB-C-Controller 116 eine erste physikalische Datenschnittstelle 108, die an einen ersten Datenanschluss und einen zweiten Datenanschluss des ersten Ports 110 gekoppelt ist. Die erste physikalische Datenschnittstelle 108 arbeitet auf dem gleichen ersten Massepotenzial wie der USB-Typ-C-Port 140 (z. B. der erste USB-C-Verbinder). Der USB-C-Controller 116 umfasst eine zweite physikalische Datenschnittstelle 118, die an einen dritten Datenanschluss und einen vierten Datenanschluss des zweiten Ports 120 gekoppelt ist. Die zweite physikalische Datenschnittstelle 118 arbeitet auf dem gleichen zweiten Massepotenzial wie der USB-Typ-C-Port 142 (z. B. der zweite USB-C-Verbinder).
  • In mindestens einer Ausführungsform ist der USB-C-Controller 116 an einen Leistungs und Schaltkomponenten 128 gekoppelt. Die Leistungs- und Schaltkomponenten 128 können einen Buck-Boost-DC-DC-Wandler mit vier Schaltern umfassen. Die Schalter können externe NFETs sein.
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können in einem Leistungszufuhrsystem implementiert sein, wie etwa in einer mit einem seriellen Bus kompatiblen Leistungsvorrichtung. Ein Beispiel für eine mit einem seriellen Bus kompatible Leistungsvorrichtung kann eine Serial-Bus-Leistungszufuhrvorrichtung (SBPD-Vorrichtung), eine USB-kompatible Leistungsvorrichtung oder dergleichen sein. In einigen Ausführungsformen ist die SBPD-Vorrichtung eine Multiport-USB-PD-Vorrichtung, die mit dem USB-PD-Standard oder allgemeiner mit dem USB-Standard kompatibel ist. Zum Beispiel kann die SBPD-Vorrichtung eine Ausgangsspannung (z. B. VBUS_C, Leistungsversorgungsspannung) basierend auf einer Eingangsspannung (z. B. VBUS_IN, Leistungsversorgungsspannung) an jedem der mehreren Ports bereitstellen. Die SBPD-Vorrichtung kann die verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen umfassen, um die Kommunikation zwischen einem primärseitigen Controller und einem sekundärseitigen Controller zu vereinfachen. Die SBPD-Vorrichtung kann einen Leistungswandler (z. B. einen AC-DC-Wandler) und ein analoges Leistungssteuerungs-Subsystem (z. B. einen USB-PD-Controller) umfassen. Das analoge Leistungssteuerungs-Subsystem kann die Beschaltung, Funktionalität oder beides wie hierin beschrieben zur Kommunikation von Informationen über eine galvanische Trennbarriere hinweg umfassen.
  • In Ausführungsformen wird die SBPD-Vorrichtung mit einer Leistungsquelle verbunden, wie etwa einer Steckdosenleistungsquelle, die Wechselstrom bereitstellt. In anderen Ausführungsformen kann die Leistungsquelle eine andere Leistungsquelle sein, wie etwa eine Fahrzeugbatterie, und die SBPD-Vorrichtung mit Gleichstrom versorgen. Der Leistungswandler kann die von einer Leistungsquelle empfangene Leistung umwandeln (z. B. die bei VBUS_IN empfangene Leistung im Bereich von 3,3 V bis 21,5 V umwandeln). Zum Beispiel kann ein Leistungswandler ein AC-DC-Wandler sein und Wechselstrom von der Leistungsquelle in Gleichstrom umwandeln. In einigen Ausführungsformen ist der Leistungswandler ein Sperrwandler, wie etwa ein sekundärgesteuerter Sperrwandler, der eine galvanische Trennung zwischen dem Eingang (z. B. Primärseite) und dem Ausgang (z. B. Sekundärseite) bereitstellt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Verbrauchervorrichtung sein, die Leistung von der SBPD-Vorrichtung empfängt. Die Verbrauchervorrichtung kann die Gate-Source-Spannung seines Bereitsteller-FETs mit einem sekundärseitigen Gate-Treiber steuern, der in den sekundärseitigen Controller der Verbrauchervorrichtung integriert ist.
  • In einigen Ausführungsformen stellt die SBPD-Vorrichtung VBUS_C für eine Senkenvorrichtung (z. B. über einen Konfigurationskanal (CC), der eine bestimmte Ausgangsspannung und möglicherweise einen Ausgangsstrom vorgibt) bereit. Die SBPD-Vorrichtung kann auch Zugang zum Massepotenzial (z. B. Masse) zu der Senkenvorrichtung bereitstellen. In einigen Ausführungsformen ist die Bereitstellung der VBUS_C kompatibel mit dem USB-PD-Standard. Das Leistungssteuerungs-Subsystem kann VBUS_IN von dem Leistungswandler empfangen. Das analoge Leistungssteuerungs-Subsystem kann VBUS_IN ausgeben. In einigen Ausführungsformen ist das analoge Leistungssteuerungs-Subsystem ein USB-Typ-C-Controller, der mit dem USB-Typ-C-Standard kompatibel ist. Das analoge Leistungssteuerungs-Subsystem kann Systeminterrupts als Reaktion auf die VBUS_IN und die VBUS_C bereitstellen.
  • In einigen Ausführungsformen kann irgendeine der Komponenten der SBPD-Vorrichtung Teil eines ICs sein, oder alternativ kann irgendeine der Komponenten der SBPD-Vorrichtung in ihrem eigenen IC implementiert sein. Zum Beispiel können der Leistungswandler und das analoge Leistungssteuerungs-Subsystem diskrete ICs mit separatem Gehäuse und separaten Anschlusskonfigurationen sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann die SBPD-Vorrichtung eine komplette USB-Typ-C- und USB-Leistungszufuhr-Portsteuerungslösung für Notebooks, Dongles, Monitore, Dockingstationen, Leistungsadapter, Fahrzeugladegeräte, Powerbanks, mobile Adapter und dergleichen bereitstellen.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer physikalischen Konfigurationskanal(CC)-Schnittstelle 200 gemäß mindestens einer Ausführungsform. Die physikalische CC-Schnittstelle 200 umfasst einen Sender 202, einen Empfänger 204 und eine Erkennungsschaltung 206 für einen ersten CC-Anschluss 205. Die physikalische CC-Schnittstelle 200 umfasst einen Sender 212, einen Empfänger 214 und eine Erkennungsschaltung 216 für einen zweiten Anschluss 215. Die Sender und Empfänger können zur Entdeckung und andere Kommunikationen zwischen DFPs und UFPs verwendet werden. Bei der Datenübermittlung durch den Sender 202 (oder den Sender 212) muss auf den CC-Anschlüssen eines Verbinders ein Augendiagramm eingehalten werden. In bestimmten Anwendungen werden beispielsweise ein Masseanschluss des USB-C-Controllers und die Verbindermasse durch ein langes Kabel verbunden, das 5 Meter (m) bis 10 m lang sein kann. Zwischen der Verbindermasse und dem Masseanschluss am Kabel kann ein Spannungsabfall auftreten, der die Anforderungen des Augendiagramms beeinflusst. Wenn also der Sender 202 (oder 212) einen Signalpegel treibt, der einer „0“ auf den CC-Leitungen entspricht, scheint das Signal an dem Verbinder einen niedrigeren Spannungspegel zu haben als an dem Masseanschluss an dem USB-C-Controller. Dieser Spannungsabfall kann dazu führen, dass die physikalische CC-Schnittstelle 200 das Augendiagramm nicht einhält, da die innere und obere Grenze des Signalpegels „0“ +/-75 mV beträgt.
  • Wie oben beschrieben, kann die physikalische CC-Schnittstelle 200 das gleiche Massepotenzial wie an dem Verbinder verwenden, um eine durch das Kabel verursachte Masseverschiebung zu beseitigen. In mindestens einer Ausführungsform misst eine Masseerfassungsschaltung 224 ein Massesignal an einem Verbinder (in 2 nicht veranschaulicht) und erzeugt ein erstes Massesignal 211, welches das erste Massepotenzial angibt, das durch die physikalische CC-Schnittstelle 200 verwendet werden soll. Anders ausgedrückt, arbeitet die physikalische CC-Schnittstelle 200 mit dem gleichen Massepotenzial, das an der Verbindermasse vorliegt, auch wenn das Kabel eine Masseverschiebung verursacht. Der USB-C-Controller kann einen ersten Masseanschluss 111 umfassen, um das erste Massesignal 211 (z. B. GND_SNS) zu empfangen, das durch die physikalische CC-Schnittstelle 200 verwendet werden soll. Das erste Massesignal 211 kann auch zur Leistungsversorgungskompensation wie unten beschrieben verwendet werden.
  • In ähnlicher Weise kann der USB-C-Controller einen separaten Masseanschluss für jeden der anderen Ports umfassen. In einem Dual-Port-System umfasst der USB-C-Controller einen ersten Masseanschluss für eine erste physikalische CC-Schnittstelle und einen zweiten Masseanschluss für eine zweite physikalische CC-Schnittstelle. Für ein Multiport-System mit N Ports umfasst der USB-C-Controller N Masseanschlüsse für jeden der Ports. In mindestens einer Ausführungsform können die physikalischen Datenschnittstellen die gleichen Massesignale verwenden, die von der Masseerfassungsschaltung für die physikalischen CC-Schnittstellen gemessen und verschoben werden. Auf diese Weise können der USB-C-Controller und die Masseerfassungsschaltungen zur Massekompensation für Masseverschiebungen in den mehreren Kabeln zwischen dem USB-C-Controller und den mehreren Verbindern verwendet werden, wobei die mehreren Kabel unterschiedlich lang sein können (und somit unterschiedliche Spannungsabfälle verursachen können).
  • 3 ist eine Grafik, die ein Augendiagramm 300 eines Empfängers einer physikalischen CC-Schnittstelle gemäß mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht. Das Augendiagramm 300 stellt das Augendiagramm des Empfängers 204 von 2 dar, der Empfänger 214 und die Sender 202, 212 der physikalischen CC-Schnittstelle können jedoch ähnliche Augendiagramme aufweisen. Das Augendiagramm 300 zeigt ein Einheitsintervall (Unit Interval, Ul), in dem ein Signal auf der CC1-Leitung korrekt abgetastet werden kann. Idealerweise sollte das Signal auf der CC1-Leitung in der Mitte 302 des Augendiagramms (z. B. 0,5 Ul) abgetastet werden, und der abgetastete Wert sollte für eine korrekte Abtastung zwischen einer oberen Grenze 304 und einer unteren Grenze 306 für das Augendiagramm 300 liegen. Wenn das Kabel Masseverschiebungen verursacht, können die auf der CC1-Leitung empfangenen Signale das hierin beschriebene Augendiagramm 300 möglicherweise nicht einhalten. Unter Verwendung der hierin beschriebenen Ausführungsformen kann die Masseverschiebung erfasst und verschoben werden, sodass die physikalische CC-Schnittstelle 200 mit dem gleichen Massepotenzial wie an der Verbindermasse arbeiten kann. Dadurch, dass für die physikalische CC-Schnittstelle 200 das gleiche Massepotenzial wie an der Verbindermasse vorhanden verwendet wird, kann die physikalische CC-Schnittstelle 200 das Augendiagramm 300 für eine korrekte Abtastung von Signalen auf der CC1-Leitung einhalten. In ähnlicher Weise hilft die Verwendung des gleichen Massepotenzials bei der Abtastung von Signalen auf der CC2-Leitung. In ähnlicher Weise können die gleichen Techniken für andere Steuerleitungen oder Datenleitungen wie hierin beschrieben verwendet werden.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Dual-Port-USB-C-Controllers 400 mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensation gemäß mindestens einer Ausführungsform. Der Dual-Port-USB-C-Controller 400 ist über ein erstes Kabel 412 an einen ersten USB-C-Verbinder 410 und über ein zweites Kabel 422 an einen zweiten USB-C-Verbinder 420 gekoppelt. Der Dual-Port-USB-C-Controller 400 umfasst einen ersten Masseanschluss 401, der an eine Systemmasse gekoppelt ist, einen zweiten Masseanschluss 403 und einen dritten Masseanschluss 405. Der erste Masseanschluss 401 empfängt ein Systemmassesignal. Der zweite Masseanschluss 403 empfängt ein erstes Massesignal, das ein erstes Massepotenzial an einem ersten Masseanschluss 407 an dem ersten USB-C-Verbinder 410 angibt. Das erste Massesignal ist von dem Systemmassesignal galvanisch getrennt. Mit anderen Worten, der erste Masseanschluss 401 und der zweite Masseanschluss 403 sind galvanisch getrennt. Der dritte Masseanschluss 405 empfängt ein zweites Massesignal, das ein zweites Massepotenzial an einem zweiten Masseanschluss 409 an dem zweiten USB-C-Verbinder 420 angibt. Das zweite Massesignal ist von dem Systemmassesignal galvanisch getrennt. Mit anderen Worten, der erste Masseanschluss 401 und der dritte Masseanschluss 405 sind galvanisch getrennt.
  • Der Dual-Port-USB-C-Controller 400 ist an einen Leistungsschalter und Schaltkomponenten 428 gekoppelt, um den ersten USB-C-Verbinder 410 mit Leistung zu versorgen, und an einen Leistungsschalter und Schaltkomponenten 430, um den zweiten USB-C-Verbinder 420 mit Leistung zu versorgen. Der Leistungsschalter und die Schaltkomponenten 428 sind an den ersten Masseanschluss 407 und einen ersten VBUS-Anschluss 411 des ersten USB-C-Verbinders 410 gekoppelt. Der Leistungsschalter und die Schaltkomponenten 430 sind an den zweiten Masseanschluss 409 und einen zweiten VBUS-Anschluss 413 des zweiten USB-C-Verbinders 420 gekoppelt. Der Dual-Port-USB-C-Controller 400 umfasst eine erste PCU 404, welche den Leistungsschalter und die Schaltkomponenten 428 steuert, um den ersten VBUS-Anschluss 407 des ersten USB-C-Verbinders 410 mit Leistung zu versorgen. Der Dual-Port-USB-C-Controller 400 umfasst eine zweite PCU 414, welche den Leistungsschalter und die Schaltkomponenten 430 steuert, um den zweiten VBUS-Anschluss 409 des zweiten USB-C-Verbinders 420 mit Leistung zu versorgen. Die erste PCU 404 ist auch an den Systemmasseanschluss 401, den zweiten Masseanschluss 403 und den ersten VBUS-Anschluss 407 gekoppelt. Die erste PCU 404 passt ein erstes VBUS-Signal auf dem ersten VBUS-Anschluss 407 basierend auf dem ersten Massesignal und dem Systemmassesignal an. Die zweite PCU 414 ist an den Systemmasseanschluss 401, den dritten Masseanschluss 405 und den zweiten VBUS-Anschluss 409 gekoppelt. Die zweite PCU 414 passt ein zweites VBUS-Signal auf dem zweiten VBUS-Anschluss 409 basierend auf dem zweiten Massesignal und dem Systemmassesignal an. In mindestens einer Ausführungsform weist der Systemmasseanschluss 401 das gleiche Massepotenzial auf wie die mit dem Leistungsschalter und den Schaltkomponenten 428, 430 gekoppelten Leistungsmasseanschlüsse. Alternativ können die PCUs ein Leistungsmassesignal von dem Leistungsschalter und den Schaltkomponenten und das erfasste Massesignal, das die Verbindermasse angibt, empfangen. Die PCUs können das Leistungsmassesignal und das erfasste Massesignal verwenden, um einen Spannungsabfall (Vdrop) über das Kabel hinweg zu erkennen und zu kompensieren. Die PCU kann die Leistung anpassen, um Spannungsabfälle auf den VBUS-Leitungen unter Berücksichtigung des gemessenen Massepotenzials an den jeweiligen Verbindern zu kompensieren.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 eine erste physikalische CC-Schnittstelle 406 und eine zweite physikalische CC-Schnittstelle 416. Die erste physikalische CC-Schnittstelle 406 ist an den zweiten Masseanschluss 403, einen ersten CC-Anschluss 415 und einen zweiten CC-Anschluss 417 gekoppelt. Die erste physikalische CC-Schnittstelle 406 arbeitet auf dem gleichen ersten Massepotenzial wie der erste USB-C-Verbinder 410. Die erste physikalische CC-Schnittstelle 406 verwendet das an dem zweiten Masseanschluss 403 empfangene erste Massesignal, welches das erste Massepotenzial an dem ersten Masseanschluss 407 des ersten USB-C-Verbinders 410 angibt. Die zweite physikalische CC-Schnittstelle 416 ist an den dritten Masseanschluss 405, einen ersten CC-Anschluss 419 und einen zweiten CC-Anschluss 421 gekoppelt. Die zweite physikalische CC-Schnittstelle 416 arbeitet auf dem gleichen zweiten Massepotenzial wie der zweite USB-C-Verbinder 420. Die zweite physikalische CC-Schnittstelle 416 verwendet das an dem dritten Masseanschluss 405 empfangene zweite Massesignal, welches das zweite Massepotenzial an dem zweiten Masseanschluss 409 des zweiten USB-C-Verbinders 420 angibt.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 einen Verarbeitungskern 402, der an die erste PCU 404 und die zweite PCU 414 gekoppelt ist. Der Verarbeitungskern 402 ist konfiguriert, um unter Verwendung der ersten physikalischen CC-Schnittstelle 406 erste Steuersignale an eine andere Vorrichtung, die mit dem ersten USB-C-Verbinder 410 verbunden ist, zu senden oder von dieser zu empfangen. Der Verarbeitungskern 402 ist auch konfiguriert, um unter Verwendung der zweiten physikalischen CC-Schnittstelle 416 zweite Steuersignale an eine andere Vorrichtung, die mit dem zweiten USB-C-Verbinder 420 verbunden ist, zu senden oder von dieser zu empfangen.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 einen ersten Pegelumsetzer 432, der an die erste physikalische CC-Schnittstelle 406 und den Verarbeitungskern 402 gekoppelt ist. Der erste Pegelumsetzer 432 ist konfiguriert, um die Spannungspegel der ersten Steuersignale zwischen dem Verarbeitungskern 402 und der ersten physikalischen CC-Schnittstelle 406 anzupassen. Der Dual-Port-USB-C-Controller 400 umfasst einen zweiten Pegelumsetzer 434, der an die zweite physikalische CC-Schnittstelle 416 und den Verarbeitungskern 402 gekoppelt ist. Der zweite Pegelumsetzer 434 ist konfiguriert, um die Spannungspegel der zweiten Steuersignale zwischen dem Verarbeitungskern 402 und der ersten physikalischen CC-Schnittstelle 416 anzupassen.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 einen dritten Pegelumsetzer 436, der an die erste PCU 404 und den Verarbeitungskern 404 gekoppelt ist. Der dritte Pegelumsetzer 436 ist konfiguriert, um die Spannungspegel der Signale zwischen der ersten PCU 404 und dem Verarbeitungskern 402 anzupassen. Der Dual-Port-USB-C-Controller 400 umfasst einen vierten Pegelumsetzer 438, der an die zweite PCU 414 und den Verarbeitungskern 402 gekoppelt ist. Der vierte Pegelumsetzer 438 ist konfiguriert, um die Spannungspegel der Signale zwischen der zweiten PCU 414 und dem Verarbeitungskern 402 anzupassen.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 eine erste Masseerfassungsschaltung 408, die an den zweiten Masseanschluss 403 gekoppelt ist. Die erste Masseerfassungsschaltung 408 ist konfiguriert, um das erste Massepotenzial auf dem ersten Masseanschluss 407 an dem ersten USB-C-Verbinder 410 zu erfassen und das erste Massesignal, welches das erste Massepotenzial an dem ersten USB-C-Verbinder 410 angibt, zu erzeugen. Die erste Masseerfassungsschaltung 408 kann das erste Massesignal abtasten und verschieben, sodass das erste Massesignal das gleiche ist wie das Massepotenzial an dem ersten Masseanschluss 407, auch wenn es einen Unterschied zwischen dem Massepotenzial an der ersten PCU 404 und dem Massepotenzial an dem ersten USB-C-Verbinder 410 gibt.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 eine zweite Masseerfassungsschaltung 418, die an den dritten Masseanschluss 405 gekoppelt ist. Die zweite Masseerfassungsschaltung 418 ist konfiguriert, um das zweite Massepotenzial auf dem zweiten Masseanschluss 409 an dem zweiten USB-C-Verbinder 420 zu erfassen und das zweite Massesignal, welches das zweite Massepotenzial an dem zweiten USB-C-Verbinder 420 angibt, zu erzeugen. Die zweite Masseerfassungsschaltung 418 kann das zweite Massesignal erfassen und verschieben, sodass das zweite Massesignal das gleiche ist wie das Massepotenzial an dem zweiten Masseanschluss 409, auch wenn es einen Unterschied zwischen dem Massepotenzial an der zweiten PCU 414 und dem Massepotenzial an dem zweiten USB-C-Verbinder 420 gibt.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 eine erste physikalische Datenschnittstelle, die an einen ersten Datenanschluss und einen zweiten Datenanschluss (in 4 nicht veranschaulicht) gekoppelt ist. Die erste physikalische Datenschnittstelle arbeitet auf dem gleichen ersten Massepotenzial wie der erste USB-C-Verbinder 410 in ähnlicher Weise wie oben in Bezug auf die erste physikalische CC-Schnittstelle 406 beschrieben.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 eine zweite physikalische Datenschnittstelle, die an einen dritten Datenanschluss und einen vierten Datenanschluss (in 4 nicht veranschaulicht) gekoppelt ist. Die zweite physikalische Datenschnittstelle arbeitet auf dem gleichen zweiten Massepotenzial wie der zweite USB-C-Verbinder 420 in ähnlicher Weise wie oben in Bezug auf die zweite physikalische CC-Schnittstelle 416 beschrieben.
  • In mindestens einer Ausführungsform kann der Dual-Port-USB-C-Controller 400 in oder in Verbindung mit einem Fahrzeug-Entertainmentsystem verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Dual-Port-USB-C-Controller 400 einen Verbinder, der an andere Subsysteme des Fahrzeug-Entertainmentsystems angeschlossen werden kann. Alternativ kann der Verbinder auch an andere Systeme angeschlossen werden, wie etwa an ein Head-Unit-Ladegerät, ein Rücksitz-Ladegerät, ein Ladegerät eines Entertainmentsystems oder dergleichen. In mindestens einer Ausführungsform befindet sich der erste USB-C-Verbinder 410 an einer ersten Stelle innerhalb eines Fahrzeugs und der Dual-Port-USB-C-Controller 400 befindet sich an einer zweiten Stelle innerhalb des Fahrzeugs. Das erste Kabel 412 erstreckt sich zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle. In mindestens einer Ausführungsform befindet sich der zweite USB-C-Verbinder 420 an der ersten Stelle mit dem ersten USB-C-Verbinder 410. In mindestens einer Ausführungsform befindet sich der zweite USB-C-Verbinder 420 an einer dritten Stelle, die sich von der ersten und zweiten Stelle unterscheidet. In mindestens einer Ausführungsform befindet sich der zweite USB-C-Verbinder 420 an der zweiten Stelle mit dem Dual-Port-USB-C-Controller 400.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Dual-Port-USB-C-Controller 400 Teil eines USB-PD-Subsystems, das in verschiedenen Anwendungen verwendet wird.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das ein System 500 für eine USB-Vorrichtung mit Masse- und Versorgungskabel-Kompensation zur Verwendung bei der USB-Leistungszufuhr gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht. Das System 500 kann ein Peripherie-Subsystem 510 umfassen, das eine Anzahl von Komponenten zur Verwendung bei der USB-PD umfasst. Das Peripherie-Subsystem 510 kann ein Peripherie-Interconnect 511 einschließlich eines Taktgebermoduls, den Peripherie-Taktgeber (PCLK) 512 zur Bereitstellung von Taktsignalen für die verschiedenen Komponenten des Peripherie-Subsystems 510 umfassen. Der Peripherie-Interconnect 511 kann ein Peripheriebus sein, wie ein Einzel-Pegel- oder Multi-Pegel-Advanced-High-Performance-Bus (AHB), und kann eine Daten- und Steuerschnittstelle zwischen dem Peripherie-Subsystem 510, dem CPU-Subsystem 530 und den Systemressourcen 540 bereitstellen. Der Peripherie-Interconnect 511 kann Controller-Schaltungen, wie DMA(Direct Memory Access)-Controller umfassen, die programmiert sein können, um Daten zwischen Peripherieblöcken ohne Eingabe durch das CPU-Subsystem, ohne Steuerung des CPU-Subsystems 530 oder ohne Belastung desselben zu übertragen.
  • Der Peripherie-Interconnect 511 kann verwendet werden, um Komponenten des Peripherie-Subsystems 510 an andere Komponenten des Systems 500 zu koppeln. An den Peripherie-Interconnect 511 kann eine Anzahl von Universal-Eingängen/Ausgängen (General Purpose Input/Outputs, GPIOs) 515 zum Senden und Empfangen von Signalen gekoppelt sein. Die GPIOs 515 können Schaltungen umfassen, die konfiguriert sind, um verschiedene Funktionen wie Pull-up, Pull-down, Eingangsschwellenauswahl, Eingangs-, und Ausgangspuffer-Aktivierung/Deaktivierung, Single-Multiplexing usw. zu implementieren. Doch es können auch andere Funktionen durch die GPIOs 515 implementiert werden. Ein oder mehrere Timer/Zähler/Pulsbreitenmodulatoren (TCPWM) 517 können ebenfalls an den Peripherie-Interconnect gekoppelt sein und Beschaltung zur Implementierung von Zeitsteuerungsschaltungen (Timern), Zählern, Pulsbreitenmodulatoren (PWMs), Decodern und anderen digitalen Funktionen umfassen, die mit I/O-Signalen arbeiten und digitale Signale für Systemkomponenten des Systems 500 bereitstellen können. Das Peripherie-Subsystem 510 kann auch einen oder mehrere serielle Kommunikationsblöcke (Serial Communication Blocks, SCBs) 519 für die Implementierung von seriellen Kommunikationsschnittstellen wie I2C, SPI (Serial Peripheral Interface), UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), CAN (Controller Area Network), CXPI (Clock Extension Peripheral Interface) usw. umfassen.
  • Für USB-Leistungszufuhranwendungen kann das Peripherie-Subsystem 510 ein USB-Leistungszufuhr-Subsystem 520 umfassen, das an den Peripherie-Interconnect gekoppelt ist und einen Satz von USB-PD-Modulen 521 zur Verwendung bei der USB-Leistungszufuhr beinhaltet. Die USB-PD-Module 521 können durch einen USB-PD-Interconnect 523 an den Peripherie-Interconnect 511 gekoppelt sein. Die USB-PD-Module 521 können Folgendes umfassen: ein Analog-Digital-Wandlermodul (ADC-Modul) zur Umwandlung verschiedener Analogsignale in Digitalsignale; einen Fehlerverstärker (AMP), der die Ausgangsspannung auf der VBUS-Leitung gemäß einem PD-Vertrag regelt; einen Hochspannungsregler (HV-Regler) zur Umwandlung der Leistungsquellenspannung in eine präzise Spannung (wie 3,5-5 V), um das System 500 mit Leistung zu versorgen; einen niedrigseitigen Strommessverstärker (Low-Side Current Sense Amplifier, LSCSA) zur genauen Messung des Laststroms, ein Überspannungsschutzmodul (OVP-Modul) und ein Überstromschutzmodul (OCP-Modul) zur Bereitstellung von Überstrom- und Überspannungsschutz auf der VBUS-Leitung mit konfigurierbaren Schwellen und Reaktionszeiten; einen oder mehrere Gate-Treiber für externe Leistungs-Feldeffekttransistoren (FETs), die bei der USB-Leistungszufuhr in Bereitsteller- und Verbraucherkonfigurationen verwendet werden; und ein Kommunikationskanal-PHY(CC-BB-PHY)-Modul zur Unterstützung von Kommunikationen auf einer Typ-C-Kommunikationskanal(CC)-Leitung. Die USB-PD-Module 521 können auch ein Ladegerät-Erkennungsmodul zum Bestimmen, dass eine Ladeschaltung vorhanden und an das System 500 gekoppelt ist, sowie ein VBUS-Entlademodul zur Steuerung der Entladung von Spannung auf dem VBUS umfassen. Das USB-Leistungszufuhr-Subsystem 520 kann auch Anschlussflächen 527 für externe Verbindungen und die Schutzbeschaltung 529 für elektrostatische Entladung (Electrostatic Discharge, ESD) umfassen, die an einem Typ-C-Port erforderlich sein kann. Die USB-PD-Module 521 können auch ein Kommunikationsmodul zum Abrufen und Kommunizieren von in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Informationen zwischen einem Controller und einem anderen Controller umfassen, wie etwa zwischen einem primärseitigen Controller und einem sekundärseitigen Controller eines Sperrwandlers. Die USB-PD-Module 521 können auch ein oder mehrere Module zur Masse- und Versorgungskabel-Kompensation wie hierin beschrieben umfassen.
  • GPIO 515, TCPWM 517 und SCB 519 können an ein Input/Output(l/O)-Subsystem 550 gekoppelt sein, das eine Hochgeschwindigkeits(High Speed, HS)-I/O-Matrix 551 umfassen kann, die an eine Anzahl von GPIOs 553 gekoppelt ist. GPIOs 515, TCPWM 517 und SCB 519 können durch die HS-I/O-Matrix 551 an die GPIOs 553 gekoppelt sein.
  • Das System 500 kann auch ein Zentraleinheits(CPU)-Subsystem 530 für die Verarbeitung von Befehlen, die Speicherung von Programminformationen und Daten umfassen. Das CPU-Subsystem 530 kann eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten 531 zum Ausführen von Anweisungen und zum Lesen aus Speicherplätzen und zum Schreiben in Speicherplätze aus einer Anzahl von Speichern umfassen. Die Verarbeitungseinheit 531 kann ein Prozessor sein, der sich für den Betrieb in einer integrierten Schaltung (IC) oder einer System-on-Chip(SOC)-Vorrichtung eignet. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit 531 für einen Niedrigleistungsbetrieb mit extensivem Clock-Gating optimiert sein. In dieser Ausführungsform können verschiedene interne Steuerschaltungen für den Verarbeitungseinheitsbetrieb in verschiedenen Leistungszuständen implementiert werden. Zum Beispiel kann die Verarbeitungseinheit 531 einen Aufweck-Interrupt-Controller (Wake-Up Interrupt Controller, WIC) umfassen, der konfiguriert ist, um die Verarbeitungseinheit aus einem Schlafzustand aufzuwecken, wodurch die Leistung abgeschaltet werden kann, wenn sich die IC oder das SOC in einem Schlafzustand befindet. Das CPU-Subsystem 530 kann einen oder mehrere Speicher, einschließlich eines Flash-Speichers 533, und einen statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM) 535 sowie einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 537 umfassen. Der Flash-Speicher 533 kann ein nichtflüchtiger Speicher (NAND-Flash, NOR-Flash usw.) sein, der zum Speichern von Daten, Programmen und/oder anderen Firmware-Anweisungen konfiguriert ist. Der Flash-Speicher 533 kann einen Lesebeschleuniger umfassen und durch Integration in das CPU-Subsystem 530 die Zugriffszeiten verbessern. Der SRAM 535 kann ein flüchtiger Speicher sein, der zur Speicherung von Daten und Firmware-Anweisungen konfiguriert ist, auf welche die Verarbeitungseinheit 531 zugreifen kann. Der ROM 537 kann konfiguriert sein, um Boot-Routinen, Konfigurationsparameter und andere Firmware-Parameter und -Einstellungen zu speichern, die sich während des Betriebs des Systems 500 nicht ändern. Der SRAM 535 und der ROM 537 können assoziierte Steuerschaltungen aufweisen. Die Verarbeitungseinheit 531 und die Speicher können an ein System-Interconnect 539 gekoppelt sein, um Signale zu und von den verschiedenen Komponenten des CPU-Subsystems 530 zu anderen Blöcken oder Modulen des Systems 500 zu routen. Der System-Interconnect 539 kann als Systembus implementiert sein, wie etwa ein Einzel-Pegel- oder Multi-Pegel-AHB. Der System-Interconnect 539 kann als Schnittstelle konfiguriert sein, um die verschiedenen Komponenten des CPU-Subsystems 530 aneinander zu koppeln. Der System-Interconnect 539 kann an den Peripherie-Interconnect 511 gekoppelt sein, um Signalpfade zwischen den Komponenten des CPU-Subsystems 530 und des Peripherie-Subsystems 510 bereitzustellen.
  • Das System 500 kann auch eine Anzahl von Systemressourcen 540 umfassen, einschließlich eines Leistungsmoduls 541, eines Taktmoduls 543, eines Reset-Moduls 545 und eines Testmoduls 547. Das Leistungsmodul 541 kann ein Schlafsteuermodul, ein Aufweck-Interrupt-Steuermodul (WIC-Modul), ein Power-on-Reset-Modul (POR-Modul), eine Anzahl von Spannungsreferenzen (REF) und ein PWRSYS-Modul umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Leistungsmodul 541 Schaltungen umfassen, die es dem System 500 erlauben, Leistung aus externen Quellen mit unterschiedlichen Spannungs- und/oder Strompegeln zu beziehen und/oder diesen eine solche Leistung bereitzustellen und den Controller-Betrieb in verschiedenen Leistungszuständen, wie aktiv, Niedrigleistung oder Schlaf, zu unterstützen. In verschiedenen Ausführungsformen können mehr Leistungszustände implementiert werden, da das System 500 den Betrieb drosselt, um einen gewünschten Leistungsverbrauch oder eine gewünschte Leistungsausgabe zu erreichen. Das Taktmodul 543 kann ein Taktsteuermodul, einen Watchdog-Timer (WDT), einen internen Low-Speed-Oszillator (ILO) und einen internen Hauptoszillator (Internal Main Oscillator, IMO) umfassen. Das Reset-Modul 545 kann ein Reset-Steuermodul und ein externes Reset-Modul (XRES-Modul) umfassen. Das Testmodul 547 kann ein Modul umfassen, um einen Testmodus zu steuern und in diesen einzutreten, sowie Teststeuermodule für analoge und digitale Funktionen (digitaler Test und analoger DFT).
  • Das System 500 kann in einem monolithischen (z. B. einzelnen) Halbleiter-Die implementiert sein. In anderen Ausführungsformen können verschiedene Teile oder Module des Systems 500 auf unterschiedlichen Halbleiter-Dies implementiert sein. Zum Beispiel können die Speichermodule des CPU-Subsystems 530 chipintern oder separat sein. In noch anderen Ausführungsformen können Schaltkreise mit separaten Dies in einem einzigen „Chip“ gepackt sein oder separat bleiben und auf einer Leiterplatte (oder in einem USB-Kabelverbinder) als separate Elemente angeordnet sein.
  • Das System 500 kann in einer Anzahl von Anwendungskontexten implementiert werden, um diesen USB-PD-Funktionalität bereitzustellen. In jedem Anwendungskontext kann ein IC-Controller oder ein SOC-Implementierungssystem 500 in einer elektronischen Vorrichtung (z. B. einer USB-fähigen Vorrichtung) angeordnet und konfiguriert sein, um Vorgänge gemäß den hierin beschriebenen Techniken durchzuführen. In einem Ausführungsbeispiel kann ein System 500 in einem Personalcomputer(PC)-Leistungsadapter für einen Laptop, einen Notebook-Computer usw. angeordnet und konfiguriert sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das System 500 in einem Leistungsadapter (z. B. einem Wandladegerät) für eine mobile elektronische Vorrichtung (z. B. ein Smartphone, ein Tablet usw.) angeordnet und konfiguriert sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das System 500 in einer Wandsteckdose, die konfiguriert ist, um über USB-Typ-A- und/oder Typ-C-Port(s) Leistung bereitzustellen, angeordnet und konfiguriert sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das System 500 in einem Pkw-Ladegerät, das konfiguriert ist, um über USB-Typ-A- und/oder Typ-C-Port(s) Leistung bereitzustellen, angeordnet und konfiguriert sein. In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das System 500 in einer Powerbank angeordnet und konfiguriert sein, die über einen USB-Typ-A- und/oder - Typ-C-Port geladen werden kann und dann einer anderen elektronischen Vorrichtung Leistung bereitstellen kann. In anderen Ausführungsformen kann ein System wie das System 500 mit der hierin beschriebenen Leistungsschalter-Gate-Steuerbeschaltung konfiguriert sein und in verschiedenen anderen USB-fähigen elektronischen oder elektromechanischen Vorrichtungen angeordnet sein.
  • Es sollte sich verstehen, dass ein System wie das System 500, das auf einem IC-Controller oder als ein solcher implementiert ist, in verschiedenen Anwendungen angeordnet sein kann, die sich in Bezug auf den Typ der verwendeten Leistungsquelle und die Richtung, in welcher Leistung zugeführt wird, unterscheiden können. Zum Beispiel ist im Fall eines Pkw-Ladegeräts die Leistungsquelle eine Autobatterie, die Gleichstromleistung bereitstellt, während in dem Fall eines mobilen Leistungsadapters die Leistungsquelle eine Wechselstrom-Wandsteckdose ist. Außerdem erfolgt bei einem PC-Leistungsadapter der Fluss der Leistungszufuhr von einer Bereitstellervorrichtung zu einer Verbrauchervorrichtung. Im Gegensatz dazu kann bei einer Powerbank der Fluss der Leistungszufuhr in beide Richtungen gehen, abhängig davon, ob die Powerbank als Leistungsbereitsteller (z. B. um eine andere Vorrichtung mit Leistung zu versorgen) oder als Leistungsverbraucher (z. B. um selbst geladen zu werden) arbeitet. Aus diesen Gründen sollten die verschiedenen Anwendungen des Systems 500 eher in veranschaulichendem als in einschränkendem Sinn betrachtet werden.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 eines Masse- und Versorgungskabel-Kompensationsschemas für eine Multiport-USB-PD-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 600 kann durch Verarbeitungslogik durchgeführt werden, die Hardware (z. B. Beschaltung, speziell dafür vorgesehene Logik, programmierbare Logik, Mikrocode usw.), Firmware oder eine Kombination davon beinhaltet. In einer Ausführungsform kann das Verfahren 600 durch irgendeine der hierin beschriebenen Verarbeitungsvorrichtungen durchgeführt werden. In einer Ausführungsform wird das Verfahren 600 durch den USB-C-Controller 116 von 1 durchgeführt. In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren 600 durch die USB-PD-Vorrichtung 100 von 1 durchgeführt. In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren 600 durch den Dual-Port-USB-C-Controller 400 von 4 durchgeführt. In mindestens einer Ausführungsform betreibt das Verfahren 600 eine USB-fähige Vorrichtung mit einem Multiport-Integrierte-Schaltung(IC)-Controller. In einer Ausführungsform führt die Verarbeitungslogik ein Firmware-basiertes Verfahren aus, das die folgenden Vorgänge durchführt. In einer weiteren Ausführungsform weist die Verarbeitungslogik eingebetteten Code oder eingebettete Logik auf und ist konfiguriert, um Anweisungen zum Durchführen der nachfolgenden Vorgänge auszuführen.
  • Das Verfahren 600 beginnt damit, dass die Verarbeitungslogik ein erstes Massesignal empfängt, das ein erstes Massepotenzial an einem ersten USB-C-Verbinder angibt, der über ein erstes Kabel an den Multiport-IC-Controller gekoppelt ist (Block 602). Die Verarbeitungslogik empfängt ein zweites Massesignal, das ein zweites Massepotenzial an einem zweiten USB-C-Verbinder angibt, der über ein zweites Kabel an den Multiport-IC-Controller gekoppelt ist (Block 604). Die Verarbeitungslogik empfängt ein Systemmassesignal (Block 606). Das erste Massesignal und das zweite Massesignal sind von dem Systemmassesignal galvanisch getrennt. Die Verarbeitungslogik passt ein erstes Leistungsspannungs(VBUS)-Signal an einem ersten Spannungsversorgungsanschluss basierend auf dem ersten Massesignal und dem Systemmassesignal an (Block 608). Die Verarbeitungslogik passt ein zweites VBUS-Signal an dem ersten Spannungsversorgungsanschluss basierend auf dem zweiten Massesignal und dem Systemmassesignal an (Block 610) und das Verfahren 600 endet.
  • In einer weiteren Ausführungsform sendet oder empfängt die Verarbeitungslogik unter Verwendung einer ersten physikalischen CC-Schnittstelle, die an einen ersten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, erste Steuersignaturen. Die erste physikalische CC-Schnittstelle arbeitet auf dem gleichen ersten Massepotenzial wie der erste USB-C-Verbinder. In einer weiteren Ausführungsform sendet oder empfängt die Verarbeitungslogik unter Verwendung einer zweiten physikalischen CC-Schnittstelle, die an einen zweiten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, zweite Steuersignale. Die zweite physikalische CC-Schnittstelle arbeitet auf dem gleichen zweiten Massepotenzial wie der zweite USB-C-Verbinder. In einer weiteren Ausführungsform sendet oder empfängt die Verarbeitungslogik unter Verwendung einer dritten physikalischen CC-Schnittstelle, die an einen dritten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, dritte Steuersignale. Die dritte physikalische CC-Schnittstelle arbeitet auf einem gleichen dritten Massepotenzial wie der dritte USB-C-Verbinder.
  • In mindestens einer Ausführungsform verschiebt die Verarbeitungslogik die Spannungspegel der ersten Steuersignale zwischen der ersten physikalischen CC-Schnittstelle und einem Verarbeitungskern. Die Verarbeitungslogik verschiebt die Spannungspegel der zweiten Steuersignale zwischen der zweiten physikalischen CC-Schnittstelle und dem Verarbeitungskern.
  • In mindestens einer Ausführungsform erfasst die Verarbeitungslogik das erste Massepotenzial an dem ersten USB-Verbinder und erzeugt das erste Massesignal, welches das erste Massepotenzial an dem ersten USB-C-Verbinder angibt. In mindestens einer Ausführungsform erfasst die Verarbeitungslogik das zweite Massepotenzial an dem zweiten USB-Verbinder und erzeugt das zweite Massesignal, welches das zweite Massepotenzial an dem zweiten USB-C-Verbinder angibt.
  • In mindestens einer Ausführungsform sendet oder empfängt die Verarbeitungslogik unter Verwendung einer ersten physikalischen Datenschnittstelle, die an den ersten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, erste Datensignale. Die erste physikalische Datenschnittstelle arbeitet auf dem gleichen ersten Massepotenzial wie der erste USB-C-Verbinder. In mindestens einer Ausführungsform sendet oder empfängt die Verarbeitungslogik unter Verwendung einer zweiten physikalischen CC-Schnittstelle, die an einen zweiten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, zweite Datensteuersignale. Die zweite physikalische CC-Schnittstelle arbeitet auf dem gleichen zweiten Massepotenzial wie der zweite USB-C-Verbinder.
  • In der obigen Beschreibung werden einige Teile der detaillierten Beschreibung in Form von Algorithmen und symbolischen Darstellungen von Vorgängen auf Datenbits innerhalb eines Computerspeichers präsentiert. Diese algorithmischen Beschreibungen und Darstellungen sind die Mittel, die von einem Fachmann auf dem Gebiet der Datenverarbeitung verwendet werden, um einem anderen Fachmann den maßgeblichen Inhalt seiner Arbeit in möglichst effektiver Weise zu vermitteln. Ein Algorithmus wird hier und im Allgemeinen als eine folgerichtige Abfolge von Schritten, die zu einem gewünschten Ergebnis führt, verstanden. Diese Schritte erfordern physikalische Manipulationen physikalischer Größen. Üblicherweise, aber nicht notwendigerweise, nehmen diese Größen die Form von elektrischen oder magnetischen Signalen an, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen und in anderer Weise manipuliert werden können. Es hat sich als günstig herausgestellt, hauptsächlich aus Gründen der üblichen Verwendung, diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Begriffe, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen.
  • Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass all diese und ähnliche Begriffe den geeigneten physikalischen Größen zuzuordnen sind und lediglich praktische Bezeichnungen sind, die für diese Größen verwendet werden. Sofern nicht aus den obigen Erörterungen ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, versteht es sich, dass sich in der gesamten Beschreibung Erörterungen, die Begriffe wie „treiben“, „empfangen“, „steuern“, „Pull-down“, „kurzschließen“ oder dergleichen benutzen, auf die Aktionen und/oder Prozesse eines Rechensystems oder einer ähnlichen elektronischen Rechenvorrichtung beziehen, welche Daten, die als physikalische (z. B. elektronische) Größen innerhalb der Register und Speicher des Rechensystems dargestellt werden, manipulieren und umwandeln in andere Daten, die in ähnlicher Weise als physikalische Größen innerhalb der Speicher oder Register oder anderen derartigen Informationsspeicherungs-, Übertragungs- oder Anzeigevorrichtungen des Rechensystems dargestellt werden.
  • Die Worte „Beispiel“ oder „beispielhaft“ werden hierin verwendet, um als Beispiel, Fall oder Veranschaulichung zu dienen. Jeglicher Aspekt oder jegliche Ausgestaltung, der oder die hierin als „Beispiel“ oder „beispielhaft“ beschrieben wird, ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Ausgestaltungen auszulegen. Vielmehr soll die Verwendung der Worte „Beispiel“ oder „beispielhaft“ dazu dienen, Konzepte in einer konkreten Art zu präsentieren. Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff „oder“ soll eher ein einschließendes „oder“ als ein ausschließliches „oder“ sein. Sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext klar ersichtlich, ist mit „X umfasst A oder B“ beabsichtigt, dass es jegliche der natürlichen inklusiven Permutationen bedeuten kann. Das heißt, wenn X A umfasst; X B umfasst oder X sowohl A als auch B umfasst, dann ist „X umfasst A oder B“ in jedem der vorangehenden Fälle erfüllt. Darüber hinaus sind die Artikel „ein“, „einer“ und „eines“, wie in dieser Anmeldung und den anhängenden Ansprüchen verwendet, allgemein so auszulegen, dass sie „eines oder mehr“ bedeuten, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich wird, dass auf eine Singularform verwiesen wird. Außerdem ist mit der Verwendung des Begriffs „eine Ausführungsform“ oder „eine einzelne Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ oder „eine einzelne Ausführungsform“ durchgehend nicht beabsichtigt, dass damit die gleiche Ausführungsform oder Ausführungsform gemeint sein soll, es sei denn, es wird so beschrieben.
  • Hierin beschriebene Ausführungsformen können sich auch auf ein Gerät zur Durchführung der hierin enthaltenen Vorgänge beziehen. Dieses Gerät kann speziell für die erforderlichen Zwecke aufgebaut sein oder es kann einen Allzweck-Computer beinhalten, der von in dem Computer gespeicherten Firmware-Anweisungen selektiv aktiviert oder rekonfiguriert wird. Derartige Firmware-Anweisungen können in einem nicht transitorischen computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, wie etwa unter anderem einer beliebigen Art von Platte, einschließlich optischer Platten, CD-ROMs und magnetisch-optischer Platten, Nur-Lese-Speicher (ROMs), Direktzugriffsspeicher (RAMs), EPROMs, EEPROMs, magnetischer oder optischer Karten, Flash-Speicher oder beliebiger Arten von Medien, die zum Speichern von elektronischen Anweisungen geeignet sind. Unter dem Begriff „computerlesbares Speichermedium“ ist zu verstehen, dass er ein einzelnes Medium oder mehrere Medien umfasst, die einen oder mehrere Sätze von Anweisungen speichern. Unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ ist auch zu verstehen, dass er jegliches Medium umfasst, das in der Lage ist, einen Satz von Anweisungen zur Ausführung durch die Maschine zu speichern, zu codieren oder zu führen, der die Maschine veranlasst, die Methodiken der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen. Unter dem Begriff „computerlesbares Speichermedium“ ist demgemäß zu verstehen, dass er unter anderem Festkörperspeicher, optische Medien, magnetische Medien, ein beliebiges Medium umfasst, das in der Lage ist, einen Satz von Anweisungen zur Ausführung durch die Maschine zu speichern, und das die Maschine veranlasst, irgendeine oder mehrere der Methodiken der vorliegenden Ausführungsformen durchzuführen.
  • Die obige Beschreibung legt zahlreiche spezifische Details, wie etwa Beispiele für spezifische Systeme, Komponenten, Verfahren und so weiter dar, sodass mehrere Ausführungsformen des Gegenstands gut verstanden werden können. Es versteht sich, dass die obige Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele andere Ausführungsformen werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der obigen Beschreibung ersichtlich sein. Der Schutzbereich der Offenbarung sollte deshalb unter Bezugnahme auf die anhängenden Ansprüche zusammen mit dem vollen Schutzbereich von Äquivalenten, auf die solche Ansprüche Anrecht haben, bestimmt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 63/074021 [0001]

Claims (20)

  1. Ein Multiport-Universal-Serial-Bus-Typ-C(USB-C)-Controller, der Folgendes beinhaltet: einen Systemmasseanschluss; einen ersten Port zur Kopplung an einen ersten USB-C-Verbinder über ein erstes Kabel, wobei der erste Port einen ersten Masseanschluss und einen ersten Leistungsspannungsleitungs(VBUS)-Anschluss, einen ersten Konfigurationskanal(CC)-Anschluss und einen zweiten CC-Anschluss beinhaltet; einen zweiten Port zur Kopplung an einen zweiten USB-C-Verbinder über ein zweites Kabel, wobei der zweite Port einen zweiten Masseanschluss, einen zweiten VBUS-Anschluss, einen dritten CC-Anschluss und einen vierten CC-Anschluss beinhaltet; eine erste Leistungssteuerschaltung (PCU), die an den Systemmasseanschluss und den ersten Port gekoppelt ist, wobei die erste PCU dazu dient, ein erstes Massesignal zu empfangen, das ein erstes Massepotenzial an dem ersten USB-C-Verbinder angibt, und ein erstes VBUS-Signal auf dem ersten VBUS-Anschluss basierend auf dem ersten Massesignal und einem Systemmassesignal auf dem Systemmasseanschluss anzupassen, wobei das erste Massesignal von dem Systemmassesignal galvanisch getrennt ist und eine zweite PCU, die an den Systemmasseanschluss und den zweiten Port gekoppelt ist, wobei die zweite PCU dazu dient, ein zweites Massesignal zu empfangen, das ein zweites Massepotenzial an dem zweiten USB-C-Verbinder angibt, und ein zweites VBUS-Signal auf dem zweiten VBUS-Anschluss basierend auf dem zweiten Massesignal und dem Systemmassesignal anzupassen, wobei das zweite Massesignal von dem Systemmassesignal galvanisch getrennt ist.
  2. Multiport-USB-C-Controller gemäß Anspruch 1, der ferner Folgendes beinhaltet: eine erste physikalische Konfigurationskanal(CC)-Schnittstelle, die an den ersten Masseanschluss, den ersten CC-Anschluss und den zweiten CC-Anschluss gekoppelt ist, wobei die erste physikalische CC-Schnittstelle auf dem gleichen ersten Massepotenzial arbeitet wie der erste USB-C-Verbinder; und eine zweite physikalische CC-Schnittstelle, die an den zweiten Masseanschluss, den dritten CC-Anschluss und den vierten CC-Anschluss gekoppelt ist, wobei die zweite physikalische CC-Schnittstelle auf dem gleichen zweiten Massepotenzial arbeitet wie der zweite USB-C-Verbinder.
  3. Multiport-USB-C-Controller gemäß Anspruch 2, der ferner Folgendes beinhaltet: einen Verarbeitungskern, der an die erste PCU und die zweite PCU gekoppelt ist, wobei der Verarbeitungskern konfiguriert ist, um erste Steuersignale unter Verwendung der ersten physikalischen CC-Schnittstelle zu senden oder zu empfangen und zweite Steuersignale unter Verwendung der zweiten physikalischen CC-Schnittstelle zu senden oder zu empfangen; einen ersten Pegelumsetzer, der an die erste physikalische CC-Schnittstelle und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der erste Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel der ersten Steuersignale zwischen dem Verarbeitungskern und der ersten physikalischen CC-Schnittstelle anzupassen; und einen zweiten Pegelumsetzer, der an die zweite physikalische CC-Schnittstelle und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der zweite Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel der zweiten Steuersignale zwischen dem Verarbeitungskern und der ersten physikalischen CC-Schnittstelle anzupassen.
  4. Multiport-USB-C-Controller gemäß Anspruch 3, der ferner Folgendes beinhaltet: einen dritten Pegelumsetzer, der an die erste PCU und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der dritte Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel von Signalen zwischen der ersten PCU und dem Verarbeitungskern anzupassen; und einen vierten Pegelumsetzer, der an die zweite PCU und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der vierte Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel von Signalen zwischen der zweiten PCU und dem Verarbeitungskern anzupassen.
  5. Multiport-USB-C-Controller gemäß Anspruch 1, wobei: der erste Masseanschluss an eine erste Masseerfassungsschaltung gekoppelt ist, wobei die erste Masseerfassungsschaltung konfiguriert ist zum: Erfassen des ersten Massepotenzials an dem ersten USB-C-Verbinder; und Erzeugen des ersten Massesignals, welches das erste Massepotenzial an dem ersten USB-C-Verbinder angibt; und der zweite Masseanschluss an eine zweite Masseerfassungsschaltung gekoppelt ist, wobei die zweite Masseerfassungsschaltung konfiguriert ist zum: Erfassen des zweiten Massepotenzials an dem zweiten USB-C-Verbinder; und Erzeugen des zweiten Massesignals, welches das zweite Massepotenzial an dem zweiten USB-C-Verbinder angibt.
  6. Multiport-USB-C-Controller gemäß Anspruch 1, der ferner Folgendes beinhaltet: eine erste physikalische Datenschnittstelle, die an einen ersten Datenanschluss und einen zweiten Datenanschluss gekoppelt ist, wobei die erste physikalische Datenschnittstelle auf dem gleichen ersten Massepotenzial arbeitet wie der erste USB-C-Verbinder; und eine zweite physikalische Datenschnittstelle, die an einen dritten Datenanschluss und einen vierten Datenanschluss gekoppelt ist, wobei die zweite physikalische Datenschnittstelle auf dem gleichen zweiten Massepotenzial arbeitet wie der zweite USB-C-Verbinder.
  7. Ein Verfahren zum Betreiben einer Universal-Serial-Bus(USB)-fähigen Vorrichtung, die einen Multiport-Integrierte-Schaltung(IC)-Controller beinhaltet, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Empfangen, durch den IC-Controller, eines ersten Massesignals, das ein erstes Massepotenzial an einem ersten USB-C-Verbinder angibt, der über ein erstes Kabel an den Multiport-IC-Controller gekoppelt ist; Empfangen, durch den IC-Controller, eines zweiten Massesignals, das ein zweites Massepotenzial an einem zweiten USB-C-Verbinder angibt, der über ein zweites Kabel an den Multiport-IC-Controller gekoppelt ist; und Empfangen, durch den IC-Controller, eines Systemmassesignals, wobei das erste Massesignal und das zweite Massesignal von dem Systemmassesignal galvanisch getrennt sind; Anpassen, durch den IC-Controller, eines ersten Leistungsspannungs(VBUS)-Signals auf einem ersten Spannungsversorgungsanschluss basierend auf dem ersten Massesignal und dem Systemmassesignal; und Anpassen, durch den IC-Controller, eines zweiten VBUS-Signals auf dem ersten Spannungsversorgungsanschluss basierend auf dem zweiten Massesignal und dem Systemmassesignal.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, das ferner Folgendes beinhaltet: Senden oder Empfangen erster Steuersignale unter Verwendung einer ersten physikalischen Konfigurationskanal(CC)-Schnittstelle, die an den ersten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, wobei die erste physikalische CC-Schnittstelle auf dem gleichen ersten Massepotenzial arbeitet wie der erste USB-C-Verbinder; und Senden oder Empfangen zweiter Steuersignale unter Verwendung einer zweiten physikalischen CC-Schnittstelle, die an den zweiten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, wobei die zweite physikalische CC-Schnittstelle auf dem gleichen zweiten Massepotenzial arbeitet wie der zweite USB-C-Verbinder.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner Folgendes beinhaltet: Verschieben von Spannungspegeln der ersten Steuersignale zwischen der ersten physikalischen CC-Schnittstelle und einem Verarbeitungskern; und Verschieben von Spannungspegeln der zweiten Steuersignale zwischen der zweiten physikalischen CC-Schnittstelle und dem Verarbeitungskern.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner Folgendes beinhaltet: Erfassen des ersten Massepotenzials an dem ersten USB-C-Verbinder; und Erzeugen des ersten Massesignals, welches das erste Massepotenzial an dem ersten USB-C-Verbinder angibt; Erfassen des zweiten Massepotenzials an dem zweiten USB-C-Verbinder; und Erzeugen des zweiten Massesignals, welches das zweite Massepotenzial an dem zweiten USB-C-Verbinder angibt.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 7, das ferner Folgendes beinhaltet: Senden oder Empfangen erster Datensignale unter Verwendung einer ersten physikalischen Datenschnittstelle, die an den ersten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, wobei die erste physikalische Datenschnittstelle auf dem gleichen ersten Massepotenzial arbeitet wie der erste USB-C-Verbinder; und Senden oder Empfangen zweiter Datensteuersignale unter Verwendung einer zweiten physikalischen CC-Schnittstelle, die an den zweiten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, wobei die zweite physikalische CC-Schnittstelle auf dem gleichen zweiten Massepotenzial arbeitet wie der zweite USB-C-Verbinder.
  12. Ein System, das Folgendes beinhaltet: einen ersten Universal-Serial-Bus-Typ-C(USB-C)-Verbinder; einen zweiten USB-C-Verbinder; einen Multiport-Universal-Serial-Bus-Typ-C(USB-C)-Controller, der über ein erstes Kabel an den ersten USB-C-Verbinder und über ein zweites Kabel an den zweiten USB-C-Verbinder gekoppelt ist, wobei der Multiport-USB-C-Controller Folgendes beinhaltet: einen ersten Masseanschluss zur Kopplung an eine Systemmasse; einen zweiten Masseanschluss, um ein erstes Massesignal zu empfangen, das ein erstes Massepotenzial an einem ersten USB-C-Verbinder angibt, der über ein erstes Kabel an den Multiport-USB-C-Controller gekoppelt ist, wobei das erste Massesignal von der Systemmasse galvanisch getrennt ist; einen dritten Masseanschluss, um ein zweites Massesignal zu empfangen, das ein zweites Massepotenzial an einem zweiten USB-C-Verbinder angibt, der über ein zweites Kabel an den Multiport-USB-C-Controller gekoppelt ist, wobei das zweite Massesignal von der Systemmasse galvanisch getrennt ist; einen ersten Spannungsversorgungsanschluss zur Kopplung an einen ersten Leistungsspannungs(VBUS)-Anschluss des ersten USB-C-Verbinders; einen zweiten Spannungsversorgungsanschluss zur Kopplung an einen zweiten VBUS-Anschluss des zweiten USB-C-Verbinders; eine erste Leistungssteuerschaltung (PCU), die an den ersten Masseanschluss, den zweiten Masseanschluss und den ersten Spannungsversorgungsanschluss gekoppelt ist, wobei die erste PCU ein erstes VBUS-Signal auf dem ersten Spannungsversorgungsanschluss basierend auf dem ersten Massesignal und der Systemmasse anpasst; und eine zweite PCU, die an den ersten Masseanschluss, den dritten Masseanschluss und den zweiten Spannungsversorgungsanschluss gekoppelt ist, wobei die zweite PCU ein zweites VBUS-Signal auf dem ersten Spannungsversorgungsanschluss basierend auf dem zweiten Massesignal und der Systemmasse anpasst.
  13. System gemäß Anspruch 12, wobei der Multiport-USB-C-Controller ferner Folgendes beinhaltet: eine erste physikalische Konfigurationskanal(CC)-Schnittstelle, die an den ersten Masseanschluss, den ersten CC-Anschluss und den zweiten CC-Anschluss gekoppelt ist, wobei die erste physikalische CC-Schnittstelle auf dem gleichen ersten Massepotenzial arbeitet wie der erste USB-C-Verbinder; und eine zweite physikalische CC-Schnittstelle, die an den zweiten Masseanschluss, den dritten CC-Anschluss und den vierten CC-Anschluss gekoppelt ist, wobei die zweite physikalische CC-Schnittstelle auf dem gleichen zweiten Massepotenzial arbeitet wie der zweite USB-C-Verbinder.
  14. System gemäß Anspruch 12, wobei der Multiport-USB-C-Controller ferner Folgendes beinhaltet: einen Verarbeitungskern, der an die erste PCU und die zweite PCU gekoppelt ist, wobei der Verarbeitungskern konfiguriert ist, um erste Steuersignale unter Verwendung der ersten physikalischen CC-Schnittstelle zu senden oder zu empfangen und zweite Steuersignale unter Verwendung der zweiten physikalischen CC-Schnittstelle zu senden oder zu empfangen; einen ersten Pegelumsetzer, der an die erste physikalische CC-Schnittstelle und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der erste Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel der ersten Steuersignale zwischen dem Verarbeitungskern und der ersten physikalischen CC-Schnittstelle anzupassen; und einen zweiten Pegelumsetzer, der an die zweite physikalische CC-Schnittstelle und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der zweite Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel der zweiten Steuersignale zwischen dem Verarbeitungskern und der ersten physikalischen CC-Schnittstelle anzupassen.
  15. System gemäß Anspruch 12, wobei der Multiport-USB-C-Controller ferner Folgendes beinhaltet: einen dritten Pegelumsetzer, der an die erste PCU und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der dritte Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel von Signalen zwischen der ersten PCU und dem Verarbeitungskern anzupassen; und einen vierten Pegelumsetzer, der an die zweite PCU und den Verarbeitungskern gekoppelt ist, wobei der vierte Pegelumsetzer konfiguriert ist, um Spannungspegel von Signalen zwischen der zweiten PCU und dem Verarbeitungskern anzupassen.
  16. System gemäß Anspruch 12, das ferner Folgendes beinhaltet: eine erste Masseerfassungsschaltung, die an den ersten Masseanschluss gekoppelt ist, wobei die erste Masseerfassungsschaltung konfiguriert ist zum: Erfassen des ersten Massepotenzials an dem ersten USB-C-Verbinder; und Erzeugen des ersten Massesignals, welches das erste Massepotenzial an dem ersten USB-C-Verbinder angibt; und eine zweite Masseerfassungsschaltung, die an den zweiten Masseanschluss gekoppelt ist, wobei die zweite Masseerfassungsschaltung konfiguriert ist zum: Erfassen des zweiten Massepotenzials an dem zweiten USB-C-Verbinder; und Erzeugen des zweiten Massesignals, welches das zweite Massepotenzial an dem zweiten USB-C-Verbinder angibt.
  17. System gemäß Anspruch 12, wobei der Multiport-USB-C-Controller ferner Folgendes beinhaltet: eine erste physikalische Datenschnittstelle, die an einen ersten Datenanschluss und einen zweiten Datenanschluss gekoppelt ist, wobei die erste physikalische Datenschnittstelle auf dem gleichen ersten Massepotenzial arbeitet wie der erste USB-C-Verbinder; und eine zweite physikalische Datenschnittstelle, die an einen dritten Datenanschluss und einen vierten Datenanschluss gekoppelt ist, wobei die zweite physikalische Datenschnittstelle auf dem gleichen zweiten Massepotenzial arbeitet wie der zweite USB-C-Verbinder.
  18. System gemäß Anspruch 12, das ferner ein Fahrzeug-Entertainmentsystem beinhaltet, das an den Multiport-USB-C-Controller gekoppelt ist.
  19. System gemäß Anspruch 12, wobei sich der erste USB-C-Verbinder an einer ersten Stelle innerhalb eines Fahrzeugs befindet und sich der Multiport-USB-C-Controller an einer zweiten Stelle innerhalb des Fahrzeugs befindet und wobei sich das erste Kabel zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle erstreckt.
  20. System gemäß Anspruch 12, das ferner einen Verbinder beinhaltet, der an den Multiport-USB-C-Controller gekoppelt ist, wobei das System mindestens eines von einem Head-Unit-Ladegerät, einem Rücksitz-Ladegerät oder einem Ladegerät für ein Entertainmentsystem ist.
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