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  USB4 E-mark芯片

  TypeC以前的規(guī)范(TypeA，TypeB，等等)，重點(diǎn)USB接口的“硬”信號(hào)數(shù)量、接口形式、電氣特性等特點(diǎn)。TypeC在定義USB接口“硬”在特征的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了一些特征“軟”的內(nèi)容，USB接口(僅指TypeC)擺脫了和USB主從關(guān)系變成了可以跟隨的USB規(guī)范平起平坐的新規(guī)范。在USB升級(jí)為3.1版后，物理界面全部采用TypeC3.1標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、實(shí)際應(yīng)用USBType-C電纜結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，造成很多混亂。直到2019年，為了規(guī)范其性能和電氣化性能，協(xié)會(huì)設(shè)定了門(mén)檻。如果商品想支持5，A大電流，USB3.0或更高的傳輸速率和視頻輸出功能，都要配備E-Marker芯片。E-mark，全稱(chēng)是：ElectronicallyMarkedCable，封裝有E-Marker芯片的USBType-C有源電纜，DFP和UFP利用PD該協(xié)議以讀取電纜的特性，包括電源傳輸能力、數(shù)據(jù)傳輸能力、ID等待信息，簡(jiǎn)單地說(shuō)，如果簡(jiǎn)單地說(shuō)，如果Type-C在線帶數(shù)據(jù)E-Marker芯片(我們稱(chēng)之為電子標(biāo)簽)USB供電規(guī)范2.0BMC協(xié)議與USB端口通訊。電子標(biāo)簽電纜可用VCONN供電，也可直接通過(guò)Vbus供電最多可消耗70W的功率。

  兼容USB3.1的USB Type-C電纜，100W供電電纜。能夠?qū)崿F(xiàn)60W以上功率承載能力的任何電纜都必須有電子標(biāo)簽，并且能夠與DFP端口通信。帶電子標(biāo)簽的電纜如果插入不支持USB供電規(guī)范2.0的插座中，其行為與標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)源電纜完全相同。

  E-Marker(Electronically Marked Cable) 可以簡(jiǎn)單的理解為T(mén)ype-C線的電子標(biāo)簽，通過(guò)E-Marker芯片可以讀取線纜的設(shè)定的功能屬性， 如電源傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、視頻傳輸和ID等。基于此，輸出端才能根據(jù)連接設(shè)備如手機(jī)或顯示器等，調(diào)整匹配的電壓/電流或音視頻信號(hào)。過(guò)去， E-Marker芯片一直需要進(jìn)口， Cypress(賽普拉斯) 和Intel等都有E-Marker芯片的強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品， 蘋(píng)果曾向英特爾定制過(guò)E-Marker USB 4芯片JHL 7040使用在雷電接口上。近年來(lái)， 在部分國(guó)內(nèi)公司的努力下， 能支持USB 4的國(guó)產(chǎn)E-maker芯片也已經(jīng)開(kāi)始商用。2020年10月， 成都易沖半導(dǎo)體推出了內(nèi)地首顆、全球第5顆通過(guò)USB-IF USB 4認(rèn)證的E-Marker芯片CPS 8821， 此后眾多公司也陸續(xù)在USB 4的E-Marker上推出相關(guān)產(chǎn)品。

  使用E-mark第一原則：如果您希望通過(guò)USB TYPE-C接口來(lái)提供超過(guò)5V的電壓，或者是超過(guò)3A的電流，那么一定需要TYPE-C接口芯片去實(shí)現(xiàn)USB PD協(xié)議。

  使用E-mark第二原則：如果您的設(shè)備使用5V電壓，并且不超過(guò)3A的電流。那就要看設(shè)備本身的供電特性和數(shù)據(jù)傳輸特性，如果設(shè)備本身只往外供電，或者只接受對(duì)方供電，并且供電角色與數(shù)據(jù)傳輸角色為默認(rèn)搭配(即供電方為HOST，用電方為Slave或者device)，那么你不需要TYPE-C芯片。

  使用E-mark第三原則：這兩個(gè)原則是用來(lái)判斷設(shè)備上是否需要TYPE-C芯片，另外一點(diǎn)很受關(guān)注的C-C傳輸線上是否需要用到E-MARKER芯片，這個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)是，使用過(guò)程中，電流是否會(huì)超過(guò)3A?如果不超過(guò)，則可以不需要， A to C， B to C的線，則看是否需要實(shí)現(xiàn)Battery Charging協(xié)議，如果要實(shí)現(xiàn)，則可以使用LDR6013，帶來(lái)的好處是，既能夠?qū)崿F(xiàn)充電，又能夠傳輸數(shù)據(jù)，避免某些不遵守Battery Charging協(xié)議的適配器無(wú)法給蘋(píng)果設(shè)備充電的問(wèn)題。

  線纜行業(yè)芯片科普

  如今的USB數(shù)據(jù)線都開(kāi)始需要應(yīng)用芯片，如果需要通過(guò)一根USB Type-C數(shù)據(jù)線就要實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸、高清視頻傳輸，以及強(qiáng)大的設(shè)備供電能力，需要芯片的能力來(lái)協(xié)助支持多個(gè)高速接口協(xié)議，包括USB4、DisplayPort 1.4a TX、PCI Express和Thunderbolt 4等，勢(shì)必需要芯片的支持，USB4路由器IP通過(guò)芯片構(gòu)建了所有支持協(xié)議之間的有效連接，USB4線材需要IC一個(gè)是為了保證高速信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，另一個(gè)是存線纜的相關(guān)信息，包括是否可以支持3A到5A的帶車(chē)載電流等。因?yàn)楝F(xiàn)在信號(hào)傳輸?shù)乃俣雀炝?，目前最快單個(gè)通道傳輸達(dá)到20Gbps，線材又不能太短，為了保證信號(hào)質(zhì)量，一般會(huì)加Re-timer和Re-driver這類(lèi)功能的芯片，Re-timer是恢復(fù)數(shù)據(jù)的作用，Re-driver對(duì)衰減消耗的信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)的作用，這類(lèi)IC可以保證高速信號(hào)在規(guī)定的距離內(nèi)準(zhǔn)確穩(wěn)定傳輸。還有一類(lèi)就是今天我們主題聊的叫做E-mark芯片，是支持USB PD協(xié)議通信的，通過(guò)與這顆芯片通信，除了知道線纜的ID信息，還可以知道支持的電流能否超過(guò)3A，這樣就可以區(qū)分出大電流的線纜和3A以下的電纜了。既能滿足大電流的使用，有能保護(hù)3A以下的電纜，USB 3.0的時(shí)代傳輸速度最大5Gbps，帶載電流不會(huì)超過(guò)3A，所以就用不著以上IC了，未來(lái)隨著產(chǎn)品的升級(jí)換代，芯片將越來(lái)越多的被應(yīng)用到產(chǎn)品中，所以不要誤會(huì)USB4產(chǎn)品的芯片只是E-mark芯片而已。

  Type-C相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈備受關(guān)注

  在5G時(shí)代，硬件性能的提高和應(yīng)用領(lǐng)域的豐富使得手機(jī)的功耗越來(lái)越大，手機(jī)的續(xù)航能力再次面臨挑戰(zhàn)。受手機(jī)室內(nèi)空間、手機(jī)重量和安全問(wèn)題的限制，手機(jī)電池容量無(wú)法無(wú)休止地增加，快速充電已成為處理電池壽命問(wèn)題的唯一途徑。自2018年以來(lái)，手機(jī)快速充電已從18日開(kāi)始W逐漸拉升40W甚至更高的65W。今年手機(jī)行業(yè)有望進(jìn)入240W在快速充電時(shí)代，其技術(shù)難度再次提高，挑戰(zhàn)與機(jī)遇共存。對(duì)于一些渴望占領(lǐng)的人來(lái)說(shuō)。USB對(duì)于4家企業(yè)來(lái)說(shuō)，只有處理瓶頸問(wèn)題，才能贏得客戶和市場(chǎng)。