Hub USB type-C avec Power Delivery, un progrès significatif pour les PC nouvelle génération
Les spécifications USB Type-C et Power Delivery de l’USB-IF (USB Implementers Forum) sont en cours d’adoption par les principaux fabricants de PC, autorisant des designs de faible épaisseur, des connecteurs et des câbles simples d’emploi, la transmission de protocoles variés et une fourniture de puissance (Power Delivery) jusqu’à 100 W, une amélioration significative comparée au standard précédent de 7,5 W.
Le circuit intègre un hub USB 3.1 Gen 1, un contrôleur de la classe USB Billboard et deux contrôleurs de ports USB Type-C, l’ensemble dans un boîtier BGA compact de 10 x 10 mm. Il se présente aux périphériques connectés comme un hub composé gérant trois ports descendants et un port interne. Les deux contrôleurs de ports USB sont associés au port amont et à l’un des ports aval, et supportent la fonction DRP (Dual Role Port) côté amont et DFP (Down Facing Port) côté aval. Le port interne est associé en permanence au contrôleur Billboard qui peut être validé ou invalidé par paramétrage de la configuration. En plus de la fonctionnalité USB Power Delivery, ce contrôleur hub répond aux spécifications de charge de batterie USB Battery Charging v1.2 (BC 1.2) et Apple sur tous ses ports descendants, constituant une solution complète de chargeur USB pour les appareils électroniques portables.
« L’intégration de quatre composants en un seul fait du HX3C la solution hub USB la plus attractive pour toute application nécessitant des ports USB Type-C multiples, avec fourniture de puissance et charge de batterie, » a déclaré Mark Fu, directeur marketing de l’activité USB chez Cypress. « Le HX3C permet aux concepteurs d’économiser 30% en place et 10% en coût de composants comparé à des solutions discrètes. Il réduit considérablement la complexité du design système des stations d’accueil USB Type-C, des moniteurs et des accessoires, et permet aux OEM PC d’élargir rapidement leur offre en produits USB Type-C avec Power Delivery. »
Le standard USB Type-C autorise le transfert de données, de vidéo et la fourniture de puissance à des PC, des tablettes et des smartphones, et remplace plusieurs connecteurs par un seul. Avec une épaisseur de 2,4 mm, la prise USB Type-C est significativement plus mince qu’une prise USB Type-A (4,5 mm). Le standard permet le transport de signaux USB et, via la fonctionnalité Alternate Mode, de signaux DisplayPort, MHL ou Thunderbolt par le même connecteur.
Les deux contrôleurs de port USB Type-C du hub intègrent les transceivers bande de base et la logique de couche physique. Ces derniers gèrent le codage BMC et 4b/5b et les fonctions de décodage ainsi que l’interface 1,2 V. Les résistances d’adaptation pour l’identification du rôle des ports USB Type-C sont également incluses. Rd est utilisée pour identifier le port amont UFP dans une station d’accueil ou un moniteur, et une source de courant intégrée remplit le rôle de la résistance Rp pour la configuration du port aval DFP. Cette source peut être programmée pour couvrir la totalité de la plage de courant disponible sur VBUS telle que définie dans la spécification USB Power Delivery.
Le contrôleur hub dispose de deux processeurs ARM Cortex-M0 optimisés pour un fonctionnement faible consommation avec masquage d’horloge. Il utilise des instructions de 16 bits et exécute un sous-ensemble du jeu d’instructions Thumb-2, autorisant une migration directe du code binaire vers des processeurs de plus grande performance. Le processeur intègre un contrôleur d’interruptions vectorisées imbriquées à 32 entrées et un contrôleur d’interruption de réveil pouvant relancer le CPU à partir du mode Deep Sleep, permettant à l’alimentation du processeur d’être coupée quand le hub est en mode Deep Sleep. Le hub contient aussi 64 Ko de mémoire Flash pour le stockage de code, autorisant les mises à jour de firmware aussi bien pour les contrôleurs de port USB Type-C que pour le contrôleur Billboard. Avec l’accélérateur Flash intégré, le temps d’accès requiert un wait-state à 48 MHz et aucun à 24 MHz.
La famille de hubs USB Type-C sera échantillonnée en juillet 2016 dans un boîtier BGA-121, en gammes de température commerciale et industrielle.
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