USB Type-C Multiport Adapter板功能评测

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这次的评测的对象是NXP的USB Type-C Multiport Adapter板(以下简称Demo板),那么我们先来看看它的主要功能:

  • 实现一路Type C接口转换成多路不同功能的接口输出;
  • 支持VGA信号输出;
  • 支持USB3.0 Type-A接口;
  • 支持USB Type-C接口 PD2.0功能,支持Billboard功能;
  • 支持程序在线更新。

USB Type-C Multiport Adapter板的核心器件:

  • 使用低功耗的32位 Cirtex-M0内核的LPC11U35作为核心的控制器
  • 使用PTN5100作为PD PHY
  • 使用PTN3355将DP信号转换成VGA信号
  • 使用NX20P5090、NX5P2190负载开关实现PD切换的功能。

NXP USB Type-C Multiport Adapter解决方案在MacBook、Chromebook等设备上通过了测试。

由于不具备这样的笔记本电脑,因而我的评测主要基于台式计算机进行。下面是参与测试的台式计算机一些简要配置信息:
华硕品牌Z97-A主板
Intel® Core™ i7 台式机处理器
华硕USB3.1 TYPE-C CARD拓展卡
金士顿DDR3 1866内存条 8G*2
三星240G固态硬盘

从USB3.1 Type-C CARD的快速指南可以看到,本机主板是位于其支持列表中的,因此可以暂且不考虑兼容性问题。
将板卡插入主板的PCI-E口,从随机光盘中找到并安装装好驱动。

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按照应用示意图的描述连上Demo板,现在的设备管理器是这个样子的:

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从图中可以看到,NXP的板卡已经成功识别出来了,只是没装上驱动,故图标上有个黄色的惊叹号。强迫症伤不起,试图将这个驱动程序找到并安装上,可是寻遍相关资料未果,只好作罢。后面会提到,其实这个驱动程序不安装也没什么关系,不妨碍大多数功能的使用。
此时打开设备和打印机,可以看到多了三个设备:

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里面有两个USB Hub设备,和一个带惊叹号的NXP设备(还是这玩意,就是找不到驱动)。
找不到就找不到吧,暂时不管它,直接开始我们的评测。

作为台式计算机,是没有什么可能使用USB接口来取电的,所以其中的PD口就先天性的被忽略了。
然后,Type-C拓展出来的USB Type-A口可以先拿来测试一下。
我这里速度最快的USB3.0设备就是东芝(TOSHIBA) Osumi EX2 32GB USB3.0 U盘,将它翻出来接在拓展出来的USB Type-A口,顺利的识别出设备来了:

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复制一个大文件进去试试速度:

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90M+的速度,几乎达到了U盘的速度极限,由于找不到更高速的设备,暂时认为拓展板在USB通信速率方面算是达标的。


试完USB Type-A的转接,再来看看VGA接口。正好有闲置的显示器,将其接在Demo板的VGA接口上,打开电源。
等啊等,等了十几秒,屏幕依旧是黑的。将其接到板载显卡的VGA口,顺利识别出第二个显示器,并且图像正常,接在拓展板上却无论如何都无法显示。

怀疑是板卡设置不当,重启计算机,进入BIOS高级设置中,并未找到关于USB Type-C接口作为显示输出的相关设置。回过头看USB3.1 TYPE-C CARD的驱动光盘,里面只有驱动软件,并无配置功能,故亦无法借助外部软件来实现USB Type-C口的视频输出。

评测到此告一段落,在评测中对有机会实现的功能均逐一进行了尝试,为什么会产生这样的效果,鄙人亦简单分析了一下:
首先,我们来看看Demo板的硬件框图

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从上图可以看到,USB Type-C进入Demo板之后,分成了三个主要的部分,最上面是一个USB HUB,其中Type-A接口和LPC11U35均挂载在这个HUB之下,因此,上面看到的带有惊叹号的设备其实就是LPC11U35这颗MCU。按住SW1上电进入Bootloader引导后就看不到这个设备了,取而代之的是一个USB储存设备,这也佐证了这一猜测。

 

从应用手册知道它实现的其实是USB Billboard 功能,但依旧没搞懂这究竟是一项什么样的功能,又该安装什么样的驱动程序。

在HUB之下是第二大功能块,DP转VGA视频输出。由MCU连接的模拟开关来实现控制,后面还有一级转换芯片。
视频无法输出的原因很多,未能安装 Billboard 驱动可能是一个原因,可能性更大的应该原因则是USB 3.1 Type-C的板卡压根就没有输出DP视频信号。毕竟台式计算机有板载或者独立显卡,没必要在一张Type-C转接卡中集成那么多的功能。


最下面的部分是电源管理,主要实现的是对总线电压的控制,达到快速充电的目的。PD电源管理是USB 3.1 Type-C的重头戏,也是要求最高、最复杂的部分,可惜没能对其进行深入测试。

 

USB Type-C在台式计算机中或许仅仅是换了个外观的USB口,但它在便携设备中的意义却远不止如此。希望本次评测能给各位读者理解USB Type-C在便携设备中的应用带来那么一些帮助

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