Type-C端口默默付出的Switch器件

自Type-C接口问世以来，便因其紧凑的外形、支持双向插入以及广泛的协议兼容性等众多优点，赢得了设备制造商与终端用户的广泛青睐。

图1 Micro-B接口、Type-C接口示意图

以智能手机为例，许多用户恐怕仍对Micro-B接口带来的不便记忆犹新：睡前在黑暗中摸索着充电器为手机充电，结果因为Micro-B接口正反形状不同，多次尝试才能顺利连接，这样的情况是任何人都不愿再经历的。

Type-C接口的到来解除了大家的困扰。通过CC引脚技术，Type-C接口实现了正反插识别的功能，24个对称触点不仅极大提升了USB通信速度至惊人的40Gbps水平，更通过引入隧道协议这一创新机制，成功地将PCIe、USB3.0及DisplayPort等一系列重要标准纳入麾下，甚至有将Type-A、HDMI、PCIe乃至DisplayPort等多种接口统一整合的趋势。这不仅是技术进步的体现，更是用户体验优化的一大飞跃，标志着数字生活向着更加便捷高效的方向迈进了一大步。

图2 Type-C接口定义

在真实的应用场景中，很多Pin脚需要分时复用为特定的功能，需要引入Switch开关类产品来配合使用。其中以下两类Switch产品最为常见：

USB2.0 Switch

图3 AW357xx原理图

时至今日，各类基于DPDM通道的快充协议越来越丰富，USB2.0 Switch开关常用于解决快充协议芯片和AP端共用DPDM通道的情况，通过加入分时复用的功能，解决了通道竞争问题。但Switch芯片的功能不止于此，它直连端口pin脚，还肩负着将外部浪涌和ESD等危险能量“拒之门外”的责任，为了整个系统安全“操碎了心”。由于USB接口的设计原因，DPDM线与VBUS相邻设计，容易因为抖动、水汽等导致的设备口内部短路情况，在快充的情况下高压的VBUS会对D+/D-内部的低压器件造成威胁。

图4 USB接口典型应用示意图与Type-C接口典型应用示意图

艾为电子AW357XX系列USB2.0开关+OVP保护系列产品，直流耐压支持24V，浪涌电压支持35V并有QFN、CSP等多封装形式。

表1 艾为USB2.0 Switch产品选型表

USB3.1 Switch

在信息以指数级膨胀的今天，USB2.0协议的速度早已无法满足广大用户对信息汲取的需求，USB2.0协议开始往3.0及更高速率演进。由于USB-IF协会多次更名USB3.0以上协议命名规范，故这里将目前最新命名规范及各协议版本速率和对物理端口占用情况表述如下。

表2 命名规范及各协议版本速率和对物理端口占用情况

通过上表所示高速数据传输物理引进关系，可以看出当一个仅支持USB3.1或USB3.2 Gen2×1的设备插入TypeC接口后，往往需要根据CC引脚指示的正反插信息来将其与USB Host控制器建立正确的物理连接通路，如下图示。

图5 AW3571X原理图


表3 AW3571X产品选型表

此外，USB3.x的Switch往往还肩负着将高速通道根据具体的应用场景分时复用的责任，比如在一些CPE设备中，往往需要使用Switch来切USXGMII信号。

图6 USXGMII信号切换典型应用示意图

相信通过上述具体应用举例，各位不但认识到了藏在TypeC端口幕后的Switch类器件，同时对其如何使用也有了一定的认知。艾为电子深耕端口领域多年，为各种场景研发推出极为丰富的选型配置，欢迎垂询。