最近USB的Type-C技術(shù)是一個熱點話題,EEWORLD也主辦了好幾輪關(guān)于Type-C的活動,。 其中轉(zhuǎn)載的德州儀器在線技術(shù)社區(qū)博文《【干貨分享】如何輕松地將USB 2.0變?yōu)閁SB Type-C》更是提出了一種簡單的方式來將既有設(shè)備遷移到USB Type-C接口上,。 該博文主要講解的是在USB2.0下的遷移,那么這個遷移是否真的如文章中講解的那么簡單呢,?不信邪的我抽了點時間跟著博文做了個小小的實驗,。 從文章中我們可以知道,Type-C只是一種接口,,最直觀的特點就是能夠正反兩面都能插上,。于是在USB2.0協(xié)議下,需要將連接器A組的D+,、D-端子與B組的對應(yīng)端子直接相連,。由于USB2.0的最高速率可以達(dá)到480Mbps,因此殘樁不得長于2.5mm,。 跟著博文做實驗,,那么我們最先考慮的必然就是將什么東西遷移到Type-C下。最常見的USB設(shè)備就是U盤了,,那么我們可以先拿它來做個實驗,。 最常見的U盤是USB Type-A接口的,就是所謂的“插三次才找對方向”那種,,該接口共有四個觸點,,從左往右分別是VBUS、D-,、D+,、GND。并不需要用到Type-C定義的CC接口,,因此將U盤遷移到Type-C下面變得容易無比:只需要將這四根線分別對應(yīng)連起來就可以了,。 其實剛剛有提到,為了保證信號完整性,,殘樁大小不得超過2.5mm,,同樣的,雖然平常情況下我們認(rèn)為USB2.0的抗干擾性很好,,但是為了保證信號高速穩(wěn)定傳輸,,還是要考慮傳輸線的特征阻抗才行。 在一間不能進(jìn)行阻抗控制的廠家制版,,那么我們就需要自行計算(估算)線寬線距等參數(shù),,盡量讓差分線的特征阻抗落在90Ω±10Ω的范圍內(nèi),,不然信號質(zhì)量將得不到保證。 祭出PCB特征阻抗計算神器Polar SI9000,,結(jié)合雙層板的參數(shù),,計算出差分線的線寬線距等參數(shù),只要按照這樣的參數(shù)來設(shè)計板子就好了,。 可以知道差分線線寬13mil,,線距6mil的時候能夠基本達(dá)到目標(biāo)。但是這樣我們還不過癮,,調(diào)整一下參數(shù)看看,,發(fā)現(xiàn)G1和G2的寬度只要一致,對特性阻抗幾乎沒有什么影響,。于是,,我們可以放心的在差分線周邊鋪銅了: 畫好之后測量了一下殘樁的長度,大概在2.45左右,,僥幸滿足要求,, 這里要提一下就是由于A端與B端的D+和D-線正好是交叉分布的,所以至少需要穿過板層2次才能滿足電氣連接的需要,。 然而板層厚度就有1.0mm,,如果讓某一條線穿過板子2次,那么就難以在2.5mm殘樁長度的要求之下完成任務(wù),。因此在本例中讓兩條線各穿過板層一次,,從而達(dá)到目的。 整個板子的連線方式見下圖: 板子總面積為32*30mm,。 接下來就是送出制板,,采購元件等。在此之前看到USB Type-C的連接件時還有些忐忑,,覺得引腳非常難以焊接。后來咨詢了淘寶賣家(出售連接件的),,才知道原來可以將后部的屏蔽殼拆下來焊接的,,只不過拆下屏蔽殼之后就前往別嘗試連接Type-C 的插頭,不然會將中間的芯頂出來,,焊好之后屏蔽殼也裝不回去了,。 由此看來Type-C的連接件是一種基于機器焊接的設(shè)計。 最初計算參數(shù)的時候,,PCB板厚被設(shè)置常規(guī)厚度1.6mm了,,后來仔細(xì)查閱資料的時候才發(fā)現(xiàn),Type--C座子的針長還不足1.6mm,,如果使用1.6mm的板厚,,將完全無法將座子穩(wěn)定的焊接到PCB上,。因此將板厚設(shè)置成為1.0mm之后重新計算的參數(shù)。 我們先來看看座子: 貼片引腳完全藏起來了,,無法焊接,。背面: 揭開屏蔽蓋: 依舊不容易焊接: 這個時候千萬不要連接插頭,不然就是下面這個樣子了: 露在外面的引腳很容易被碰彎,,趕緊裝回去,,焊在板子上,從Type-C口看過去,,真的是正反都一樣的: 接上U盤,,接上Type-A轉(zhuǎn)Type-C的轉(zhuǎn)接線,U盤被順利點亮了,,計算機也識別到了盤內(nèi)的數(shù)據(jù): 貌似看不出Type-C的正反,,于是找了兩張不干膠膠紙,分別貼在線纜的正面和反面,。當(dāng)然,,粘貼的方式是不一樣的,一個橫著貼,,一個豎著貼以示區(qū)分: 橫貼貼紙面向上的時候,,數(shù)據(jù)傳輸率: 不干膠豎貼面向上的時候的數(shù)據(jù)傳輸速率: 由此可見線纜正反面數(shù)據(jù)傳輸率相差不大,信號完整性在可控范圍內(nèi),。 突然想起以往參加EEWorld活動曾經(jīng)獲贈過一個很牛的U盤,,傳輸速率可以超過100MB/秒的。 立馬把它掏出來,,發(fā)現(xiàn)U盤里還存儲著一個用于測試傳輸?shù)囊曨l文件(大小大約為4G),,將線纜豎貼貼紙面向上: 再將橫貼貼紙面向上: 我們知道,USB2.0的理論速度是480Mbps,,那么換算成MB/秒就是60M/秒,。 從這里我們可以看出,基本上已經(jīng)達(dá)到USB2.0的理論速率了,,那么,,這個U盤在USB20下工作的真實速率到底是多少呢? 使用同樣的文件,,我們將U盤接入PC背部的USB2.0接口,,再次重復(fù)這一實驗: 由此可以知道,基本上正反連接線纜都已經(jīng)達(dá)到了該USB口的峰值速率,。由此可見這次的實驗還是很成功的,。 將USB儲存設(shè)備(U盤)遷移到Type-C下,看起來并不是一件太復(fù)雜的事情,,遵照博文中的介紹基本上能夠?qū)崿F(xiàn),,并且保持不錯的傳輸性能,。(當(dāng)然,沒使用眼圖來分析信號完整性是硬傷,,誰讓我沒有示波器捏),。 實驗結(jié)束之后,我重新審視了一下Type-C的說明,,發(fā)現(xiàn)還有些地方并不是那么的明確,。 舉個例子來說,U盤作為便攜設(shè)備,,如果按照我當(dāng)前的設(shè)計使用USB插座的話,,是否每次都需要攜帶一根Type-C的線纜才能使用這個U盤?如果直接用插頭的形式來設(shè)計這個U盤,,可以省去一根線纜,,那么有沒有可能出現(xiàn)兩個插頭設(shè)備需要相互連接的情形?(在失去主從的角色之后,,Type-C連接件的插頭插座定義也開始變得混亂) 做完這個小實驗,,仍有些意猶未盡。兩個插頭一塊PCB就簡單的完成了這個實驗,,會不會未免太簡單了,。博文中還介紹了一個“全功能CC接口定義芯片TUSB320”,下次有機會得試試這顆芯片,,看看它究竟有多么的神奇,。 以上圖文內(nèi)容均是EEWORLD論壇網(wǎng)友:qiushenghua原創(chuàng),在此感謝,。想與作者交流請到EEWORLD論壇搜索用戶:qiushenghua 歡迎微博@EEWORLD 如果你也寫過此類原創(chuàng)干貨請關(guān)注微信公眾號:EEWORLD(電子工程世界)回復(fù)“投稿”,,一經(jīng)入選,我們將幫你登上頭條,! 與更多行業(yè)內(nèi)網(wǎng)友進(jìn)行交流請登陸EEWORLD論壇,。 |
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