1.简介
USB-C设想支持使用Type-C连接器和电缆的Alt Mode,其中各种Type-C连接器引脚可以重新配置,以支持超出Type-C范围的接口。
Type-C(以及它所利用的USB PD)提供了一个Discovery Process,用于发现连接的USB设备中对Alt Mode的支持,包括指定更改模式的方法,从而在Type-C连接器上使用Alt Mode。Type-C提供授权Alt Mode应遵守的规定。
本标准定义了DisplayPort的使用™ 作为Type-C连接器的Alt Mode(DP备用模式)。
1.1 目的TBD
1.2 范围TBD
1.3 文档组织TBD
1.4 缩略语TBD
1.5 约定TBD
1.6 参考文档TBD
2.概述
本节简要概述了本标准如何利用Type-C和Type-C支持的Alt Mode,通过Type-C连接器和电缆支持DisplayPort。本标准中定义的其他电缆和连接器适配器类型也进行了说明。
2.1 Type-C和Alt Mode操作介绍
Type-C是由USB开发者论坛(USB-IF)发布的开放标准,如表1-5所示。Type-C描述了可互操作的Type-C插头(plug)、插座(receptacle)和电缆(cable),其中包括对多达四个高速差分信号对的支持,每个信号对用于传输高速数据。这个Type-C连接生态系统还包括对低速边带信号的支持,包括一个专用于USB2.0的数据对,以及对电源传输的支持。这些较低速度的信号也用于发现Alt Mode的能力和配置。
//什么是边带信号?
//备用模式通过CC还是低速USB2.0 D+/D-来配置?--->通过PD来配置
除了支持USB-IF发布的USB2.0、USB3.2、USB4、USBPD和其他规范外,Type-C还定义了Alt Mode操作,允许通过其他接口标准使用Type-C插头、插座和电缆。本标准使用Alt Mode操作通过Type-C插头、插座和电缆传输DP。
如本标准所述,DisplayPort Alt Mode可以使用所有四个Type-C高速差分对来实现从DP Source设备到DP Sink设备的四个DP主链路,或者从任何面向下行的DP设备到任何面向上行的DP设备。这意味着使用Type-C连接器和布线的DisplayPort Alt Mode可能具有与本地DP(native DP)连接器和布线相同的性能。
除了支持四个DP主链路外,本标准还描述了最多支持两个DP主链道以及专用于单个USB 3.2双向通道的两个高速差分对的配置。这通过相同的Type-C连接器和电缆同时支持DisplayPort Alt Mode和高速USB 3.2数据,这对扩展坞(docking stations)等外部硬件很有用。//单路USB3.2,双通道
USB4包括传输DisplayPort、USB 3.x和PCI Express的能力;然而,由于两个协议之间的边带信号冲突,对USB4的支持可能无法与DisplayPort Alt Mode相结合。USB4主机和HUB支持DisplayPort Alt Mode,并且可以与支持DisplayPort Alt-Mode的下行支持USB PD的设备协商进入DisplayPort Alt-Mode,或者,如果下行设备支持USB4,则可以通过USB4交替传输DisplayPort。
在Type-C中,还描述了在Type-C接口内提供的边带和通信信道信号的使用以用于Alt Mode操作。本标准包括使用这些信号来适应协议适配器和有源电缆所需的DP AUX_CH、HPD和电源。
图2-1显示了Type-C中规定的Type-C插座。图2-2显示了Type-C插头的综合功能信号。此处提供了两个图供参考。(有关更多详细信息,请参阅Type-C。)
图2-1中所示的Type-C插座和图2-2中所示Type-C插头之间的显著差异如下:
- 只有一个CC引脚通过电缆连接;“未使用”的插座CC引脚被重新配置为VCONN,它为可能并入Type-C插头、电缆组件或适配器的电子设备提供了可用的电源)。
- 只有一个D+/D-对,而不是两个,用于USB 2.0数据,通过电缆连接。插座中有两对,以实现插头和电缆的翻转能力。
2.2 TBD
2.3 TBD
2.4 TBD
3.引脚分配和说明
本节介绍在传输和接收DP主链路数据时Type-C连接器上的各种引脚分配。它还描述了DP AUX_CH和HPD授权。
本标准中定义的所有Type-C引脚分配定义了Type-C插座上的引脚分配,并在插头以正常和反向(“翻转”)方向插入时提供。当插头以正常方向插入插座时,相应插头的引脚分配是为插座指定的。插头引脚分配不会随方向而改变。当插头以正常或翻转方向插入插座时,带有Type-C插座的系统应在插座上提供适当的引脚功能,以匹配插头引脚分配。系统设计可以通过系统设计中的多路复用器或通过DP source或sink设备的硅设计中的引脚功能适配来实现对插头旋转的支持。适配器上的Type-C插头和Type-C to DP电缆始终使用正常方向的引脚分配。引脚A5始终为CC,引脚B5始终为VCONN。
DP Source设备是指DP Source设备或DP分支设备上的DP Source设备。DP sink设备是指DP sink或DP分支设备上的DP sink。支持DP Source设备功能的Type-C插座应支持第3.2.1节中定义的DP Source设备引脚分配。同样,支持DP sink设备的Type-C插座应支持第3.2.1节中定义的DP sink设备引脚分配。
用于预期直接插入基于DP Source设备插座的Type-C插头(例如,插头作为DP Sink设备或DP Branch设备上的DP Sink 设备)应支持一个或多个DP Source设备引脚分配。同样,用于预期直接插入基于DP Sink设备插座的Type-C插头(例如,插座的作为DP source设备或DP分支设备上的DP source设备的插头)应支持一个或多个DP sink设备引脚分配。不仅source可以重新分配引脚定义,sink也可以
请注意,为Type-C插头展现的端口方向性与插头后面实现的DisplayPort功能的方向性相反。例如,Type-C到HDMI或Type-C到VGA协议转换器将实现DisplayPort上行功能(它是DPRX);然而,协议转换器上的Type-C插头将展现DP Source设备引脚分配,因为它旨在插入Type-C DP Source设备插座。引脚分配按照第4节和第5节的定义进行展现和配置。
Type-C功能与Type-C连接器上特定引脚的所有关联都是信息性的。
标准Type-C引脚功能应参考Type-C
3.1 引脚分配概述
注意:引脚分配A、B和F已被弃用。
当视频source设备的Type-C连接器配置为DisplayPort Alt Mode-C、D或E时,为Type-C定义了三种可能的引脚分配。
当视频sink设备的Type-C连接器配置为DisplayPort Alt Mode–C、D或E时,也为Type-C定义了三种可能的引脚分配。
Type-C到Type-C电缆的两端应使用相同字母的引脚分配。第4节提供了各种场景中各种引脚分配的应用。
引脚分配C和D用于Type-C到Type-C电缆以及Type-C到其他视频标准的适配器。
引脚分配E适用于Type-C到DP插头或插座的适配器。
使用引脚分配C、D和E时携带DP协议。
表3-1总结了DP source和sink设备引脚分配。
- DP源设备引脚分配C和E相同。
- Type-C到Type-C电缆组件在TX1/RX1以及TX2/RX2之间具有交叉,如Type-C中所规定。
- DP电缆组件具有第4.3节中定义的交叉接头。
- 多功能引脚分配,用于同时承载一个USB SuperSpeed通道和两个DP通道。
- 源自DP Source设备引脚分配C,考虑到Type-C到Type-C电缆组件中A2–A3到B11–B10、A11–A10到B2–B3以及SBU1到SBU2交叉的引脚映射。
- 源自DP源设备引脚分配D,考虑到Type-C到Type-C电缆组件中A2–A3到B11–B10、A11–A10到B2–B3以及SBU1到SBU2交叉的引脚映射.
- 源自DP源设备引脚分配E,考虑到Type-C到-DP/mDP电缆组件是双向的。实际上,这分别将ML_Lane_0、ML_Lane_1、ML_Line_2和ML_Lane_3与ML_Lane_3, ML_Lane_2、ML-Lane_1和ML_Line_0交换。
3.2 Type-C DP引脚分配
注:TX变为TX1或TX2,具体取决于插头方向是正常还是翻转。RX根据插头方向是正常还是翻转而变为RX1或RX2。
表3-2总结了当连接的插头处于正常方向时DP源设备引脚的分配。表3-3总结了当连接的插头处于翻转方向时DP源设备引脚的分配。
a.引脚分配C、D和E分别参见表3-10、表3-12和表3-14。
b.USB4不支持引脚分配D
a.引脚分配C、D和E分别参见表3-11、表3-13和表3-15。
b.USB4不支持引脚分配D
表3-4总结了当连接的插头处于正常方向时DP sink设备引脚的分配。表3-5总结了当连接的插头处于翻转方向时DP sink设备引脚的分配。
- a.引脚分配C、D和E分别参见表3-16、表3-18和表3-20。
- b.USB4不支持引脚分配D。
- c.当在DP sink设备插座处使用引脚分配E时,每个通道上的极性翻转。
- d.当在DP sink设备插座处使用引脚分配E时,AUX_CH_P和AUX_CH_N相对于其他引脚分配翻转。
- a.引脚分配C、D和E分别参见表3-17、表3-19和表3-21。
- b.USB4不支持引脚分配D。
- c.当在DP sink设备插座处使用引脚分配E时,每个通道上的极性翻转。
- d.当在DP sink设备插座处使用引脚分配E时,AUX_CH_P和AUX_CH_N相对于其他引脚分配翻转。
引脚A2、A3、B2和B3应在基于插座的系统中,在端口方向开关、或DP source或sink设备(当DP硅内提供插头旋转支持时)和Type-C连接器之间进行交流耦合。引脚A10、A11、B10和B11可以在基于插座的系统中进行DC连接。这些mandates与使用这些引脚的USB SuperSpeed操作规范相匹配。适配器电缆和基于插头的系统应包括引脚A10、A11、B10和B11上的交流电容器(见图4-28)。
配置通道时,请注意确保通道可以配置为携带USB SuperSpeed或DP信号。特别地,电容器应该被选择为适用于这两种协议。在系统设计中,应在与USB SuperSpeed TX通道共享的通道上使用220 nF±20%的AC耦合电容器。USB SuperSpeed RX通道交流耦合电容器(如果实施)应符合USB 3.2的规定。适配器应在与USB SuperSpeed RX引脚(A10、A11、B10和B11)相关的通道上使用220 nF±20%的AC耦合电容器
3.2.1 引脚分配支持授权
表3-6和表3-7列出了支持DisplayPort的Type-C插座的强制引脚分配。强制引脚分配取决于端口是否也实现USB主机或设备(包括Type-C中指定的带附件支持的sink )。
TBD
3.2.2 TBD
3.3 DP Source设备引脚分配C
表3-10和表3-11分别定义了当引脚被重新配置为在正常和翻转插头方向上支持DisplayPort时Type-C连接器引脚的使用和配置。引脚分配C的DP电气指令应符合系统支持的UHBR10、HBR3、HBR2、HBR或RBR以下比特率的DP标准。协议应符合DP标准的规定。
引脚分配C仅适用于Type-C to Type-C无源和有源电缆以及带有Type-C插头的DP Sink设备。
//ML_Lane0~3主链路信号和AUX_CH_P/N信号不是同步翻转,而是分别根据CC正反插分别翻转?
3.4 DP Source设备引脚分配D
表3-12和表3-13分别定义了Type-C连接器引脚在正常和翻转插头方向上重新配置为支持DisplayPort与USB SuperSpeed(多功能)相结合时的使用和配置。引脚分配D的DP电气指令应符合系统支持的UHBR10、HBR3、HBR2、HBR或RBR以下比特率的DP标准。协议应符合DP标准的规定。
引脚分配D仅适用于Type-C to Type-C无源和有源电缆以及带有Type-C插头的DP Sink设备。
USB4不支持此引脚分配。与DisplayPort Alt Mode结合使用时,应使用USB3.2。//USB3.2+DP
3.5 DP Source设备引脚分配E
表3-14和表3-15分别定义了当引脚被重新配置为在正常和翻转插头方向上支持DisplayPort时Type-C连接器引脚的使用和配置。引脚分配E的DP电气指令应符合系统支持的高达UHBR10、HBR3、HBR2、HBR或RBR的DP标准,但参考电缆型号应适用于第4.3.3节中定义的Type-C到DP电缆。
引脚分配E仅适用于接受Type-C to DP无源和有源电缆上的插头以及此类电缆上的插座。
注:参考电缆的损耗低于DP标准中的HBR参考电缆,以允许由于需要信号复用而在系统设计中产生更高的损耗
3.6 DP Sink设备引脚分配C
表3-16和表3-17分别定义了当引脚被重新配置为在正常和翻转插头方向上支持DisplayPort时Type-C连接器引脚的使用和配置。引脚分配C的DP电气指令应符合系统支持的UHBR10、HBR3、HBR2、HBR或RBR以下比特率的DP标准。协议应符合DP标准的规定。
引脚分配C仅适用于Type-C to Type-C无源和有源电缆以及带Type-C插头的DP Source设备
//Source和Sink怎么交叉映射?
3.7 DP Sink设备引脚分配D
表3-18和表3-19分别定义了Type-C连接器引脚在正常和翻转插头方向上重新配置为支持DisplayPort与USB SuperSpeed(多功能)相结合时的使用和配置。引脚分配D的DP电气指令应符合系统支持的高达UHBR10、HBR3、HBR2、HBR或RBR的比特率的DP标准。协议应符合DP标准的规定。
引脚分配D仅适用于Type-C to Type-C无源和有源电缆以及带Type-C插头的DP Source设备。
USB4不支持此引脚分配。
与DisplayPort Alt Mode结合使用时,应使用USB 3.2。
3.8 DP Sink设备引脚分配E
表3-20和表3-21分别定义了当引脚被重新配置为在正常和翻转插头方向上支持DisplayPort时Type-C连接器引脚的使用和配置。引脚分配E的DP电气指令应符合系统支持的高达UHBR10、HBR3、HBR2、HBR或RBR的DP标准,但参考电缆型号应适用于第4.3.3节中定义的Type-C to DP电缆。引脚分配E仅适用于接收DP-to-Type-C无源和有源电缆上插头的插座以及此类电缆上的插头。
注:参考电缆的损耗低于DP标准中的HBR参考电缆,因为需要信号复用,所以在系统设计中允许更高的损耗。
引脚A8和B8(分别为AUX_CH_N和AUX_CH_P)的翻转使用以及引脚A2–A3、A10–A11、B11–B10和B3–B2上主链路的翻转极性(与DP Sink设备引脚分配C和D相比)
3.9 AUX_CH和HPD
AUX_CH和HPD实现旨在支持第4节中定义的场景,该场景可能使用以下其中一种:
- Type-C to Type-C电缆组件
- Type-C to DP电缆组件
- Type-C to 其他视频协议转换器
有关Type-C to DP适配器在以下情况下的行为,请参阅以下部分:
- 检测DP Source或 Sink设备——第4.3.4.2节
- 检测有源电缆DP Source或Sink设备——第4.1节和第4.8节
允许采用与本节所示相同的实施方式
3.9.1 AUX_CH
当使用插座引脚A8和B8连接上的差分100Ω端接信号在DisplayPort Alt模式下操作时,Type-C连接器应支持AUX_CH。交流耦合电容应放置在AUX_CH_P和AUX_CH_N收发器与Type-C插座之间。AUX_CH差分信号电平应符合DP标准的规定,但在差分信号转换后测量1UI的眼图除外。
注意:插座引脚A8和B8在系统内保持断开状态,直到连接更改为DisplayPort Alt Mode并选择配置。同样,适配器电缆上的插头引脚A8和B8保持断开状态,直到连接更改为DisplayPort Alt Mode并选择配置(通过A8/B8是否端接来打开DP Alt mode功能)。
3.9.1.1 AUX_CH示意图
图3-1、图3-2和图3-3所示的电阻公差为±5%。图3-1、图3-2和图3-3所示的电容公差为±20%,DP系统上的电容除外,其中显示了最小值和最大值。
图3-1说明了Type-C连接器上的DP Source设备的系统设计,该设备通过Type-C to Type-C电缆连接到Type-C连接器上的DP Sink设备。SBU1和SBU2上的2MΩ下拉电阻器代表ESD和EMI/RFI组件的泄漏,包括确保没有浮动节点的端接,旨在表明符合Type-C中的zSBUTermination 。
注:这些示意图没有显示系统设计中通常包含的ESD保护和EMI/RFI组件。
DPTX或DPRX中的插头方向Switch或AUX_CH极性反转逻辑由Type-C状态机控制,该状态机确定电缆两端的cable插头连接方向。
注意:适配器中的3.3V电平源自VCONN,因为并非所有DP Sink设备都提供DP_PWR。
图3-2说明了Type-C连接器上的DP Source设备通过Type-C到DP适配器连接到DP连接器上的DP Sink设备的系统设计,。请注意,SBU隔离开关是打开的;然而,当发现DP Sink设备连接时,通过闭合SBU隔离开关来接合在AUX_CH单端连接上模拟DP Source设备的AUX_CH上下拉电阻(when a DP Sink device connection is discovered,the AUX_CH pull-up/pull-down resistors that emulate a DP Source device on the AUX_CH single-ended connections are engaged by closing the SBU isolation switches)。//Source如何检测Sink设备连接上?
Figure 3-2: AUX_CH Connections When Using a Type-C-to-DP Adapter – Example 1
当设计DP Source/Sink设备连接检测系统(在type-c转DP转换器中)逻辑来检测DP Sink设备中AUX_CH_P上的弱上拉电阻(标称1MΩ)时,需要注意的是,由于其ESD和EMI组件,连接的DP Sink设备可能存在系统泄漏。470kΩ电阻的使用代表了在提供足够的下拉电阻以克服这些损耗和需要相对较低的连接检测阈值之间的折衷。实际值将取决于具体的系统设计。AUX_CH_N上的弱(4.7MΩ)电阻代表在适配器未连接到DP Sink设备时避免浮动导体所需的电路,而不会影响用于检测适配器上拉电阻的DP Sink中的阈值。
图3-3说明了DP连接器上的DP Source设备通过Type-C到DP适配器连接到Type-C连接器上DP Sink设备的系统设计。请注意,此适配器与前面示例中使用的适配器相同;然而,DP主链路(Main-Link)数据正朝着相反的方向流动。
3.9.1.2 协议转换器AUX_CH Mandate
TBD
4.TBD
TBD
4.10 确定有源电缆(Active Cable)DP方向性的方法
4.10.1 用于检测DP方向的AUX_CH上下拉电阻方法
本节中定义的方法可用于Type-C-to-Type-C有源电缆和Type-C-to-DP电缆的方向检测。该方法可以在DFP_U使用DP Configure 命令将UFP_U配置为DP Source或Sink设备之后使用(什么时候配置Source和Sink角色?是否通过PD协议先配置?)。以下描述定义了电缆的默认正插方向,翻转方向留给用户。
两个Type-C电缆插头最初应使用适当的DP Sink设备引脚分配配置其AUX_CH_P和AUX_CH_N,但作为AUX_CH共模终端的DP Source设备(SBU2/AUX_CH_P上的100kΩ下拉电阻和SBU1/AUX_CH _N上的100kΩ上拉电阻)。
如果电缆插头连接到DP Source设备,则SBU1和SBU2的连接应如下所示:
- SBU1应连接到DP Source设备中的AUX_CH_P,该设备将具有100kΩ下拉电阻
- SBU2应连接到DP Source设备中的AUX_CH_N,该设备将具有100kΩ上拉电阻
作为SBU引脚上的AUX_CH_P和AUX_CH_N上的共模端接的结果,AUX_CH_P和AUX_CH-N将被分压电阻拉到大约中间值(mid-rail)。
如果电缆插头连接到DP Sink设备,则作为10:1电阻分压(所以上下拉电阻为1Mohm)作用的结果,AUX_CH_P和AUX_CH_N将被拉到适当电平,如下所示:
- 检测到其连接到DP Source设备的电缆插头应配置其从本地插头到远程插头的信号方向,并可将其AUX_CH共模电阻重新配置为DP Sink设备。插头应为AUX_CH目的重新配置为DP Source设备。
- 检测到其连接到DP Sink设备的电缆插头应配置其从远程插头到本地插头的信号方向。插头应已配置有用于AUX_CH目的的DP Sink设备引脚分配。
4.10.2 检测方向的AUX事务处理方法
本节中定义的方法可用于Type-C-to-Type-C有源电缆和Type-C-to-DP电缆的方向检测。该方法可用于从两个插头端接AUX_CH_P和AUX_CH_N的有源电缆,例如用于包含LTTPR功能的有源电缆。这可以在DFP_U使用DP配置命令将UFP_U配置为DP Source或Sink设备之后完成。以下描述定义了电缆的默认正插方向,翻转方向留给用户。
两个Type-C电缆插头最初应使用适当的DP Sink设备引脚分配配置其AUX_CH_P和AUX_CH_N,但作为AUX_CH共模终端的DP Source设备(SBU2/AUX_CH_P上的100-kΩ下拉电阻和SBU1/AUX_CH _N上的100kΩ上拉电阻),Type-C插头之间没有AUX_CH连接(线缆内部最初是断开的,通过线缆的Source/Sink检测逻辑检测后再闭合AUX_CH开关)。
如果电缆插头连接到DP Source设备,则SBU1和SBU2的连接应如下所示:
- SBU1应连接到DP Source设备中的AUX_CH_P,该设备将具有100kΩ下拉电阻
- SBU2应连接到DP Source设备中的AUX_CH_N,该设备将具有100kΩ上拉电阻
作为SBU引脚上的AUX_CH_P和AUX_CH_N上的共模端接的结果,AUX_CH_P和AUX_CH-N将被分压电阻拉到大约中间值。
如果电缆插头连接到DP Sink设备,则AUX_CH_P和AUX_CH_N将通过10:1电阻分压被拉至适当的电平。
在发送DP配置(DisplayPort Configure)命令以将UFP_U配置为DP Source设备之后,作为DP Sink设备的DFP_U应发送HPD状态为高的显示端口状态更新(DisplayPort Status Update)命令。作为DP Sink设备的UFP_U在接收到将UFP_U配置为DP Sink的DP配置命令后,应发送USB PD注意(PD Attention)命令请求和DP状态更新VDO以及HPD状态高USB PD消息(DP Sink设备从供电角色作为DFP_U,从发送PD信息数据角色作为UFP_U?同一设备不同的模块?)。
在接收到HPD状态为高的DP状态更新VDO后,DP Source设备应传输AUX事务。接收第一AUX事务的插头应出于AUX_CH的目的将其自身配置为连接到DP Source设备(AUX_CH_P和AUX_CH_N相对于初始电缆配置反转)(此时根据前面的PD正反插信息配置AUX翻转方向)。检测到其连接到DP Sink设备的插头应配置从远程插头到本地插头的信号方向。有源电缆已配置有用于AUX_CH目的的DP Sink设备引脚分配(信号流程:线缆连接后先分配Source/Sink电源角色,再发送PD检测正反插信息,最后才到AUX事务信息)。
5 Discovery and USB PD
本节描述了在Type-C连接器上发现DisplayPort支持的机制,以及进入和退出DisplayPort Alt Mode和建立DisplayPort Configuration的协商过程。除了DisplayPort Alt Mode特定命令之外,USB PD的所有描述都是信息性的。标准USB PD功能应参考USB PD。
5.1 连接发现
如果一个或两个连接的端口都是DRP,如Type-C中所规定,则DRP解析为:一个是Type-C中规定的Source/VCONN Source,另一个是第一次连接时的Sink/UFP。
表5-1定义了Type-C和DP配置。本标准不规定何时可以交换power角色,或何时可以重新协商USB PD Explicit Power Contract ,这超出USB PD中规定的授权范围(由PD协议来定义power角色Source/Sink,或者DFP/UFP)。
解析为DFP的插座或插头(可能在USB PD DR_Swap消息之后)被描述为DFP_U。解析为UFP的端口(可能在USB PD DR_Swap消息之后)被描述为UFP_U。
当DisplayPort Alt Mode处于活动状态时,DFP_U或UFP_U角色是静态的(PD协议确定好Source/Sink角色就固定下来不再变化)。如果在DisplayPort Alt Mode发现期间发出USB PD DR_Swap消息,则应发生以下情况:
- Type-C中规定的当前DFP应放弃发现过程,以及
- Type-C中规定的新DFP应启动新的发现过程
新的DFP被描述为DFP_U,新的UFP被描述为UFP_U。
注:USB PD规定,如果端口配对之间存在任何活动模式,则不应发出USB PD DR_Swap消息,如果收到USB PD DR_Swap消息则应执行USB PD Hard Reset。
解析为DFP或UFP的插座(可能在USB PD DR_Swap消息之后)应遵循第5.1.7节或第5.1.8节中的行为。
解析为DFP的插头(可能在USB PD DR_Swap消息之后)应遵循第5.1.7节或第5.1.8节中定义的行为。
根据Type-C中的规定,检测到VCONN供电附件的带有Accessory Support的Sink被描述为DFP_U。DFP_U应负责DisplayPort Alt Mode协商。
注意:当UFP使用Rp拉起CC1/CC2,并发现具有DP功能的UFP时,Type-C中规定的带Accessory Support的Sink不被强制作为USB Host(Source/Sink是作为电源角色,DFP/UFP是做为数据角色)。
5.1.1 DP Alt Mode Entry
DFP_U应控制DisplayPort Alt Mode协商。在可能的情况下,DP Source设备也应该是DFP_U(即DP Source device控制DisplayPort Alt Mode协商)。然而,在一些配置中,DP Sink设备充当DFP_U并控制DisplayPort Alt Mode协商(Source/Sink和DFP/UFP并非固定映射关系,谁做DFP谁来协商DP Alt Mode,默认情况下,Source优先做为DFP_U,Sink优先做为UFD_U)。
- 端口应遵循Type-C,以提供VCONN(默认VCONN断开,DP Alt Mode时VCONN电源开启)
- 为有源电缆供电的端口应符合第5.3.1节中规定的要求
- 端口为DFP_U且为DisplayPort Alt Mode–端口应在接收到USB PD Attention Command请求后退出该模式,且在DisplayPort Status Update中将Exit DisplayPort Alt Mode request位(第6位)设置为1(包括首次重新配置为USB配置)
- 端口处于DisplayPort Alt Mode和DisplayPort Configuration的DFP_U–在接收到DisplayPort Status Update 中DisplayPort/USB Configuration request位(第5位)设置为1的USB PD Attention命令请求后,端口应通过向UFP_U和电缆发出适当的DisplayPort Configure命令来更改为USB Configuration(DP PHY改为USB PHY)
- 端口处于DisplayPort Alt Mode和USB Configuration的DFP_U–在接收到DisplayPort/USB Configuration request位清除为0的USB PD Attention Command请求后,通过向UFP_U和电缆发出适当的DisplayPort Configure命令,端口应更改为适当的DisplayPortConfiguration(USB PHY改为DP PHY)
DisplayPort Alt Mode设备应实现表5-1中定义的设备类型之一。第5.1.2节和第5.1.3节分别概述了设备类型数据角色策略和VCONN策略选项。每种设备类型的详细信息见第5.1.4节至第5.1.9节。
- a. See Type-C for toggle definition.
- b. See Section 5.1.2 for policy definitions.
- c. See Section 5.1.3 for policy definitions.
- d. See Section 5.1.4.
- e. See Type-C for behavior definition.
- f. See Section 5.1.5.
- g. See Section 5.1.6.
- h. See Section 5.1.7.
- i. Captive-cable DP Source or Sink device shall present Ra during the unattached.SNK state if VCONN is needed.
- j. See Section 5.1.8
- k. Sink with a captive cable shall present either Rd/Zopen or Rd/Ra on the CC pins,as specified in Type-C
- l. See Section 5.1.9
5.1.2 USB PD数据角色策略
表5-2列出了USB PD数据角色策略定义。
表5-2列出了USB PD数据角色策略定义。
Prefer DFP_U:
- 发出USB PD DR_Swap消息以成为DFP_U
•USB Mode响应–发送USB PD Accept消息
•DisplayPort Alt Mode响应–发出USB PD Hard Reset
- 发出USB PD Reject消息以响应USB PD DR_Swap消息成为UFP_U
Prefer UFP_U:
- 发出USB PD DR_Swap消息以成为UFP_U
•USB Mode响应–发送USB PD Accept消息
•DisplayPort Alt Mode响应–发出USB PD Hard Reset
- 发出USB PD Reject消息以响应USB PD DR_Swap消息成为DFP_U
注意:如果端口分配导致DFP_U角色,则端口负责发现和启动Alternate Mode entry 。
DFP_U Only:
- 不要发出USB PD DR_Swap消息
- 发出USB PD Reject消息以响应所有USB PD DR_Swap消息请求
UFP_U Only:
- 不要发出USB PD DR_Swap消息
- 发出USB PD Reject消息以响应所有USB PD DR_Swap消息请求
No Preference:
- 不要发出USB PD DR_Swap消息
- USB Mode响应–发送USB PD Accept消息
- DisplayPort Alt Mode响应–发出USB PD Hard Reset
DFP_U应为数据角色交换提供一段时间后发现并启动DisplayPort Alt Mode进入。
在发出USB PD Wait消息以响应USB PD DR_Swap消息时,不应出现DisplayPort Alt Mode Entry。如果接收到USB PD Wait消息,则DFP_U/UFP_U应重试USB PD DR_Swap消息。USB PD DR_Swap消息重试应继续,直到收到USB PD Accept消息或Reject消息为止。如果接收到响应USB PD DR_Swap消息的USB PD Wait消息,然后又接收到USB PD DR_Swap消息,则端口应接受USB PD DR_Swap消息并放弃其自己的USB PD DR_Swap消息请求。
5.1.3 USB PD VCONN策略
如果USB PD Discover Identity Command请求返回无源电缆或没有响应,则DFP_U应进入DisplayPort Alt Mode。如果USB PD Discover Identity Command响应指示电缆是有源的,如果有源电缆不支持DisplayPort Alt Mode,则DFP_U不应进入DisplayPort Alt模式。VCONN Source可能会禁用每个Type-C的VCONN源。
表5-3列出了USB PD VCONN策略定义。
a. The port does not support providing VCONN.
Potential VCONN Source
DFP_U:
- 在发现cable并进入和配置DisplayPort Alt Mode之前,发出USB PD VCONN_Swap消息以成为VCONN source
- 如果当前处于VCONN Source的逻辑角色,则传输USB PD Accept消息以响应USB PD VCONN_Swap消息
- 如果不是VCONN source的逻辑角色,则发送USB PD Accept消息或Wait消息以响应USB PD VCONN_Swap消息
UFP_U:
- 如果当前处于源VCONN的逻辑角色,则发送USB PD Accept Message以响应USB PD VCONN_Swap Message
- 如果不是源VCONN的逻辑角色,则发送USB PD Accept消息或Wait消息以响应USB PD VCONN_Swap消息
Potential Captive VCONN Source
DFP_U:
- 在进入DisplayPort Alt Mode之前,无需发出USB PD VCONN_Swap Message即可成为VCONN Source,因为系留电缆(Captive cable 即与设备不可分离的电缆。这种线缆一端是插头,另一端是非标准的连接方式)的性能在设计上是已知的
- 传输USB PD Accept Message或Not_Supported Message以响应USB PD VCONN_Swap Message,如果当前处于VCONN源的逻辑角色并使用USB PD 3.0进行响应
- 如果当前处于VCONN源的逻辑角色并使用USB PD 2.0进行响应,则传输USB PD Accept Message以响应USB PD VCONN_Swap Message
- 传输USB PD Accept 、Wait 、Not_Supported 或Reject Message,如果没有处于VCONN源的逻辑角色并使用USB PD 3.0进行响应
- 传输USB PD Accept 、Wait 或Reject Message以响应USB PD VCONN_Swap Message,如果没有处于VCONN源的逻辑角色并使用USB PD 2.0进行响应
UFP_U:
- 如果当前处于VCONN源的逻辑角色并使用USB PD 3.0进行响应,则发送USB PD Accept 或Not_Supported Message以响应USB PD VCONN_Swap Message
- 如果当前处于源的逻辑角色并使用USB PD 2.0进行响应,则传输USB PD Accept Message以响应USB PD VCONN_Swap Message
- 传输USB PD Accept、Wait 、Not_Supported 或Reject Message,如果没有处于VCONN源的逻辑角色并使用USB PD 3.0进行响应
- 传输USB PD Accept 、Wait 或Reject Message以响应USB PD VCONN_Swap Message,如果没有处于VCONN源的逻辑角色并使用USB PD 2.0进行响应
Never VCONN Source(该端口不支持提供VCONN)
- 不要发出USB PD VCONN_Swap消息以成为VCONN源
- 如果使用USB PD 3.0进行响应,则传输USB PD Not_Supported消息以响应USB PD VCONN_Swap消息
- 如果使用USB PD 3.0进行响应,则传输USB PD Accept Message以响应USB PD VCONN_Swap Message
- 作为DP Source设备/DFP/VCONN源进行初始连接的设备类型9和12应:
- 如果使用USB PD 3.0进行响应,则传输USB PD Not_Supported消息以响应USB PD VCONN_Swap消息
- 如果使用USB PD 2.0进行响应,则传输USB PD Accept Message以响应USB PD VCONN_Swap Message
5.1.4 Type-C插座上的DP Source设备
连接到Type-C插座的DP Source设备应实现设备类型1、2、3或-4(定义见表5-1)。USB PD数据角色、数据角色策略和VCONN策略以及Type-C电源角色应与设备类型相匹配。
5.1.5 Type-C供电Type-C插座上的DP Sink设备
如果DP Sink设备从Type-C连接器接收操作电源,则该设备为Type-C供电。
连接到Type-C插座的DP Sink设备应实现设备类型5、6或-7(定义见表5-1)。USB PD数据角色、数据角色策略和VCONN策略以及Type-C电源角色应与设备类型相匹配。
5.1.6无限制外部供电Type-C插座上的DP Sink设备
如果DP Sink设备由外部电源(如墙壁电源)供电,而不是由Type-C插座供电,则该设备不受外部电源限制。连接到Type-C插座的外部供电DP Sink设备应实现设备类型8(定义见表5-1)。USB PD数据角色、数据角色策略和VCONN策略以及Type-C电源角色应与设备类型相匹配。
5.1.7 Type-C插头上的DP Source设备
包含Type-C插头的DP Source设备应实现设备类型9(定义见表5-1)。USB PD数据角色、数据角色策略和VCONN策略以及Type-C电源角色应与设备类型相匹配。
5.1.8 Type-C插头上的DP Sink设备
包含Type-C插头的DP Sink设备应实现设备类型10、11、或12(定义见表5-1)。USB PD数据角色、数据角色策略和VCONN策略以及Type-C电源角色应与设备类型相匹配。
5.1.9 Type-C to DP插座适配器、Cable适配器或协议适配器
如果协议适配器由外部电源(如电池或墙壁电源)供电,而不是由Type-C插座供电,则协议适配器是外部供电的。Type-C to DP插座适配器、电缆适配器或协议适配器应实现设备类型13或14(定义见表5-1)。USB PD数据角色、数据角色策略、VCONN策略和Type-C电源角色应与设备类型相匹配。//设备类型13/14采用Never Vconn Source策略,采用外部供电
5.2 DP Alt Mode Discovery, Entry, and Exit
如USB PD和Type-C中规定的Discovery Process中所述,应使用USB PD消息来发现对DisplayPort的支持以及进入/退出DisplayPort Alt模式。这些消息应针对本节中定义的DP的具体情况进行扩充。 //PD只是进入DP Alt Mode,连接则通过AUX_CH通道,PD检测与AUX检测的区别是什么?
由USB-IF分配给显示端口(FF01h)的16位USB标准ID在本节中由DP_SID指示。
除了仅由UFP_U发出的USB PD Attention命令请求之外,只有支持DisplayPort的DFP_U可以充当与DisplayPort Alt Mode相关的USB PD消息的发起方。
5.2.1 结构化VDM Header
USB PD中规定的结构化供应商定义消息(VDM)报头应用于DP特定命令(即显示端口状态更新和显示端口配置以及DP_SID)。表5-4基于USB PD,表6-25,包括与额外DP特定命令相关的更新。
UFP_U可以支持除DP_SID之外的SVID,在这种情况下,UFP_U可在其响应中以任意顺序呈现它们。DFP_U应搜索所有返回的SVID,以便发现DP_SID。UFP_U可以支持DP信源设备、DP信宿设备或DP信源和信宿设备。支持两者的一个例子是Type-C到DP适配器电缆,该电缆应是双向的。当传输应答器USB PD发现模式VDM时,UFP_U应在VDO中指示其DP能力,如表5-5所示。本标准的未来版本可以描述与DP_SID相关联的其他模式。此类模式应通过在VDO的位31:24中具有非零值来识别。DFP_U应检查返回的模式列表,直到在VDO的位31:24中找到0,在VDO位23:0中找到非零值(即DP能力)。DFP_U和UFP_U应使用相应的偏移量(从1开始索引)作为以下命令中的对象位置:
- Enter Mode
- DisplayPort Status Update
- DisplayPort Configure
- USB PD Attention
- Exit Mode
注:“对象位置”中除0或7以外的任何值都表示应在SVID和“对象位置的组合”所标识的模式上下文中解释命令。如果对象位置中的值对于DisplayPort Alt Mode或某些其他模式无效,则USB PD要求响应程序使用NAK进行响应。
TBD
5.2.2 TBD
5.2.3 TBD
5.2.4 TBD
5.2.5 TBD
5.2.6 TBD
5.3 TBD
5.4 VDM 流程
图5-1显示了检测到新连接时发生的初始操作。
其中包括:
- 如果tAMETimeout计时器(见Type-C,第5.1.3节)在进入DisplayPort Alt Mode之前超时,则UFP_U应显示USB 2.0 USB BB;
- 通过使用发送给SOP的USB PD Discover Identity Command请求来确定电缆或适配器属性;
- 协商USB PD Explicit Power Contract——强制要求,但对于简单的DisplayPort Alt Mode设备,不供电/不耗电的合同就足够了;和
- 建立端口的数据角色–可选,但如果使用,则应在传输与Alt Mode相关的VDM之前或成功退出DP Alt Mode之后执行。DFP_U/UFP_U USB PD DR_Swap消息(如果执行)应在进入DP Alt Mode之前完成。
结果是移动到DFP_U或UFP_U消息流,具体取决于端口角色。
注意:实施者应注意确保在系统引导期间有足够的时间发现连接的显示器并从睡眠中恢复。
图5-2说明了以下内容,直到端口准备好配置为使用显示端口配置:
- 显示端口备Alt Mode发现和进入过程的DFP_U处的消息流
- 生成DisplayPort状态更新命令
- 接收USB PD注意命令请求在等待配置为使用DisplayPort时,端口处于DisplayPort Alt Mode/USB Configuration Wait(显示端口Alt Mode/USB配置等待)状态。在该状态下等待时,如果DFP_U是DP信宿设备,则DP信宿装置可以检测HPD状态或IRQ_HPD的变化。在这种情况下,DP信宿设备应发送显示端口状态更新命令请求,并等待显示端口状态升级命令响应(图5-2中未显示)。
当DFP_U和UFP_U通过Type-C到Type-C电缆连接时,DFP_U应确保DFP_U、电缆(如有)和UFP_U功能相互兼容(即,连接既不是DP源到DP源设备,也不是DP信宿到DP信宿设备,并且有DP源设备、DP信宿设备和电缆支持的信号配置)。如果DFP_U、电缆和UFP_U不兼容,则DFP_U应保持USB模式。
图5-3显示了DFP_U的配置消息流,直到USB SuperSpeed和SBU连接开始使用DisplayPort configuration。
注意:如果UFP_U请求多功能模式,而DFP_U支持多功能模式时,选择多功能模式还是保持DisplayPort Alt模式是DFP_U实现策略的问题。
6. TBD
附录A. DP Alt Mode示例(资料性)
本附录提供了使用DP Alt Mode的两个示例。
提供示例来说明DP Alt Mode如何同USB PD协商,来提供超出Type-C中指定基本功能的DP功能。这些例子并非完整的设计。
A.1 DP Alt Mode示例
在Type-C连接器上有许多包含DisplayPort的使用场景。在所有情况下,具有Type-C连接器的系统可以是USB主机或设备,并且可以独立地充当DP Source或Sink设备。
一些可能的例子包括:
- Type-C到Type-C电缆上的DisplayPort;
- Type-C到DP插头或插座电缆上的DisplayPort(任意方向);
- 通过Type-C到其他视频格式连接器电缆(例如HDMI或VGA)的DisplayPort。在这些情况下,适配器还将包含DP到其他视频格式的协议转换器;
- DisplayPort和USB 3.2连接到一个dock(在本例中,DisplayPort仅限于两个Lane,因为使用了两路USB SuperSpeed数据信号对)。
这些特定示例仅用于说明通过USB PD VDM的整个Discovery Process和DP Alt Mode进入和退出流程。请注意,附加消息用于支持DisplayPort Alt Mode特定的配置、状态和控制。
A.2 Type-C USB Host 到 DP视频适配器示例
此示例描述了具有Type-C插座的USB主机,该USB主机也可以充当DP Source设备,并连接到具有Type-C插头和DP插头的适配器,以适配DP监视器。
请注意,USB设备可能支持相同的DP功能。
A.2.1 DP视频适配器假设
DP视频适配器是一种一端为USB-C插头,另一端为DP连接器的电缆。它是一种有源适配器,包含与USB主机通信的电路(例如在插头处二次成型并嵌入电缆中/即有源电路和线缆一体化),以暴露其能力并启用其功能。
DP视频适配器不提供电源为USB主机充电,因为DP不支持通过电缆提供电源(涉及到协议转换,另一端DP接口的VBUS功能与Type-C协议又不同,所以不支持供电)。
此示例中的USB主机具有提供原生(native)DP视频的能力(即表现为DP Source设备)(手机BB内部USB PHY和DP PHY复用,共用外部的Type-C接口)。
USB主机和DP视频适配器都使用与DisplayPort(DP_SID)相关联的特定USB SID来标识自己。DP_SID首先用于指示支持DisplayPort Alt-Mode(PD协议通过检测到DP_SID,来识别接入的外围设备为DP设备吗?),其次用于区分特定于DisplayPort Alt-Mode支持的命令。
只有当USB主机将适配器标识为DP视频适配器时,才允许USB主机使用DP视频适配器。如果不满足此要求,将导致连接到USB BB Device(转换器中的USB BB Device设备作用是什么--->功能之一是标明USB设备类型,VBUS为什么要连接到BB Device?--->参考下文VBUS为USB2.0供电,而适配器由Vconn供电),该设备将提供错误信息。
DP视频适配器由VCONN供电(因为是Alt Mode,CC2不再悬空,而是改接到Vconn),用于switch、CC logic、USB PD引擎和DP功能;然而,与USB2.0相关的功能必须由VBUS供电。
A.2.2 框图
图A-1展示了USB主机系统及其多路复用器的框图。图A-2展示了DP视频适配器电缆组件的框图。
USB主机具有一个多路复用器(multiplexer),该多路复用器可以控制以下各项之一:
- USB Superspeed信号
- 所有4Lane DP信号
- 2 Lane DP信号和USB SuperSpeed信号到Type-C插座
多路复用器,或多路复用器和DP端口输出的组合,管理Type-C插头翻转(如果是原生的USB PHY,则用CC就可以控制Type-C翻转;如果是DP输出,MainLink信号由CC控制翻转,AUX_CH信号翻转由BB内部的switch和外部的switch共同决定翻转方向)。当USB主机系统指示USB PD块重新配置端口引脚以输出DisplayPort时,当连接的系统在Discovery Process中将自己识别(识别还是被识别?)为DP视频适配器电缆并用ACK响应Enter Mode命令请求时,多路复用器被激活。如果DP视频适配器在Discovery Process中的任何时候都以NAK响应,则USB主机应保持在默认的USB 2.0/USB 3.2配置中。USB主机根据供应商特定的OpMode信号发现操作模式发生了变化。
DP视频适配器电缆组件提供了一个USB PD接口,用于与USB主机通信。默认情况下,电缆部件还提供USB 2.0设备接口。不支持DP视频适配器的USB主机使用USB 2.0设备接口执行以下操作:
- 检测是否连接了DP视频适配器
- 向用户提供有关适配器和USB主机系统无法使用适配器的信息
DP视频适配器还包含隔离SBU连接的电路,直到建立DisplayPort Alt Mode(先用switch隔离,确认进入Alt Mode之后,AUX_CH通道再闭合switch)。DP视频适配器由VCONN供电,用于switch、CC逻辑、USB PD引擎和DP功能;然而,与USB2.0相关的功能必须由VBUS供电。同一个视频适配器可以插入USB主机或设备(具有双重角色发现功能;即任何一个都可以充当DP Source设备)。在后一种情况下,VBUS不可用,因此适配器不使用(只能插入host,不能插入device,因为device不能提供VBUS吗?)。
A.2.3 解决方案
USB主机系统和DP视频适配器使用USB PD中为DP定义的消息进行通信并利用其高级功能。
将DP视频适配器插入USB-C插座、确定插头方向并建立USB主机/设备关系后的消息流如下:
- USB主机系统不支持USB PD
tAMETimeout计时器超时后,USB主机将看到USB 2.0设备与USB BB的接口,并向用户报告已连接了不受支持的设备,从USB BB中显示的USB描述符信息中识别设备类型(host没有PD的CC检测功能,只能用传统的USB2.0信号检测连接的设备,USB2.0的功能?)。
- USB主机系统支持USB PD和高级功能,但不支持DP视频适配器
USB主机可能会查找其他高级功能(为什么要首先查找PD高级功能,高级功能是指DP_SID吗?),但确实支持DP视频适配器,即使发现其存在,因为视频适配器会以USB主机无法识别的DP_SID(这些DP_SID标识其支持的内容)进行响应。//USB host may look for other advanced functions, but does support the DP video adapter even though its presence is discovered, because the video adapter responds with the DP_SID that the USB host does not recognize as identifying something that it supports.虽然发现存在DP视频适配器,但host不识别其DP_SID。
由于不支持DP视频适配器,在tAMETimeout计时器超时后,USB主机将看到USB 2.0设备与USB BB的接口,并向用户报告已连接了不支持的设备,从而从USB BB中显示的USB描述符信息中识别设备类型。
- USB主机系统支持USB PD和DP视频适配器
USB主机查找高级功能,并使用DP_SID通过对USB PD消息的响应来发现DP视频适配器。
因为发现了可用的DP视频适配器,USB主机进入DisplayPort Alt模式,然后重新配置其Type-C插座以在连接器上输出DP信号。进入DisplayPort Alt模式时,视频适配器会取消其tAMETTimeout计时器。