树莓派4B重大失误:USB Type-C接口电路设计偷工减料

2019年07月11日 作者:Teardown

上个月,树莓派4B正式发布,从处理能力,通信方式,对外接口都进行了全方位的升级,为嵌入式开发者带来了福音。

收到货后,不少开发者怀着激动的心情开始尝试使用,结果却发现USB Type-C接口在设计规范性上出现了严重的问题。

经过实际测试发现,树莓派4上面的这个USB Type-C接口,其CC1和CC2是连接在一起的,并共用了一颗5.1k的电阻下拉到地。

这个设计看似非常巧妙,USB Type-C接口的控制做到了极致简单,只需要一颗5.1k下拉电阻。当外接的USB Type-C 数据线是不带Emark芯片的情况下,一起都可以正常工作。

因为这类USB Type-C 数据线的CC2是悬空的,只有CC1有连接到对端,所以,这种数据线跟树莓派4B的USB Type-C接口母座一连起来,就非常好的符合了Sink端的设计规范,即CC1上,有一个5.1k的电阻下拉到地。

树莓派4B在使用不带Emark 芯片的连接线时的连接情况

但是,USB TYPE-C规范里面,还规定了一种带Emark 芯片的数据线(Cable),这种数据线的CC2上,有一个1K的下拉电阻,用来告知DFP端的CC识别芯片,需要往CC2上提供VCONN Source。

一旦跟这样的数据线连接起来,树莓派4 Model B就会出现严重问题,因为CC1和CC2连接起来后,会跟数据线上的1K到地电阻并联,形成一个比1k电阻还小的阻抗,从而满足了USB Type-C规范中Audio Adapter Accessory Mode的连接规范,被电源端误认为是一个模拟耳机设备,从而拒绝供电。

树莓派4B在使用带Emark 芯片的连接线时的连接情况

通过上图我们可以看到,Emark连接线上的1k电阻会导致,CC1建立失败,1k电阻和5.1k电阻的并联,会导致树莓派4B被认为是一个Audio Adapter Accessory Mode。

解决这个问题的方法也很简单,只需要在CC1和CC2上各接一个5.1K电阻到地,互相独立就行了。

树莓派4B在USB Type-C接口上的设计,其实属于入门级设计,因为这个接口仅仅用来进行5V供电和一个USB2.0 通信而已,并无复杂的音视频及USB 3.0功能。

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