EZ - PD? CCG2：USB Type - C端口控制器的全方位解析

在當(dāng)今的電子設(shè)備領(lǐng)域，USB Type - C接口憑借其強(qiáng)大的功能和便捷性，已經(jīng)成為了主流的連接標(biāo)準(zhǔn)。而EZ - PD? CCG2作為一款符合最新USB Type - C和PD標(biāo)準(zhǔn)的控制器，為各種USB Type - C應(yīng)用提供了完整的解決方案。下面，我們就來深入了解一下這款控制器。

文件下載：CYPD2119-24LQXI.pdf

一、產(chǎn)品概述

EZ - PD? CCG2是賽普拉斯（現(xiàn)英飛凌旗下）開發(fā)的一款USB Type - C控制器，它采用了賽普拉斯專有的M0S8技術(shù)，搭載32位、48 - MHz的Arm? Cortex? - M0處理器，擁有32 - KB閃存，并且集成了完整的Type - C收發(fā)器，包括Type - C終端電阻 (R{P})、(R{D}) 和 (R_{A})。它適用于被動電纜、有源電纜、供電配件等多種應(yīng)用場景，也可用于許多上游和下游端口應(yīng)用。

二、產(chǎn)品特性

1. 32位MCU子系統(tǒng)

• CPU：48 - MHz的ARM Cortex - M0 CPU，大部分使用16位指令，執(zhí)行Thumb - 2指令集的子集，支持代碼向上兼容到更高性能的處理器。還具備硬件乘法器，一個周期內(nèi)可提供32位結(jié)果，包含32個中斷輸入的嵌套向量中斷控制器（NVIC）和喚醒中斷控制器（WIC），WIC可讓處理器從深度睡眠模式喚醒。同時，CPU還提供了非屏蔽中斷（NMI）輸入和串行線調(diào)試（SWD）接口。
• Flash：帶有閃存加速器，與CPU緊密耦合，在48 MHz時提供1等待狀態(tài)（WS）的訪問時間，24 MHz時為0 - WS訪問時間，平均能達(dá)到85%的單周期SRAM訪問性能，部分閃存模塊可模擬EEPROM操作。
• SROM：包含啟動和配置程序的監(jiān)控ROM。

2. 集成數(shù)字模塊

• 定時器和計(jì)數(shù)器：滿足USB - PD協(xié)議所需的響應(yīng)時間。
• 可重配置串行通信塊（SCB）：可配置為 (I^{2}C)、SPI或UART功能。

3. 時鐘和振蕩器

集成振蕩器，無需外部時鐘。

4. Type - C支持

• 集成收發(fā)器：執(zhí)行BMC和4b/5b編碼解碼功能以及1.2 - V前端。
• 終端電阻：集成UFP（(R{D})）、EMCA（(R{A})）終端電阻和DFP（(R_{P})）電流源。
• 端口支持：支持一個USB Type - C端口。

5. 低功耗運(yùn)行

• 電壓范圍：2.7 - V至5.5 - V運(yùn)行。
• VCONN軌：兩個獨(dú)立的VCONN軌，兩者之間集成隔離。
• GPIO電源：GPIO獨(dú)立電源引腳，允許I/O上1.71 - V至5.5 - V的信號傳輸。
• 功耗：復(fù)位時1.0 μA，深度睡眠時2.5 μA，睡眠時2.0 mA。

6. 系統(tǒng)級ESD保護(hù)

CC和VCONN引腳具有± 8 - kV接觸放電和±15 - kV空氣間隙放電（基于IEC61000 - 4 - 2 4C級）。

7. 封裝形式

提供1.63 mm × 2.03 mm的20 - 球晶圓級CSP（WLCSP）、2.5 mm × 3.5 mm × 0.6 mm的14 - 引腳DFN和4.0 mm × 4.0 mm的24 - 引腳QFN三種封裝，支持工業(yè)（?40 °C至 + 85 °C）和擴(kuò)展工業(yè)（?40 °C至 + 105 °C）溫度范圍。

三、應(yīng)用場景

1. EMCA應(yīng)用

適用于USB Type - C EMCA電纜，可采用單CCG2設(shè)備或每個插頭一個CCG2設(shè)備的方案，根據(jù)不同的VCONN電壓范圍和應(yīng)用需求，有不同的電路連接方式。

2. 上游端口應(yīng)用

可用于平板電腦等設(shè)備的Type - C端口，作為電源消費(fèi)者，與應(yīng)用處理器通過 (I^{2}C) 通信。

3. 下游端口應(yīng)用

在電源適配器等應(yīng)用中作為DFP，集成所有終端電阻，通過GPIO指示協(xié)商的電源配置文件，同時監(jiān)測VBUS電壓。

4. 視頻轉(zhuǎn)接器應(yīng)用

雖然對于新設(shè)計(jì)不太推薦，但在一些遺留應(yīng)用中，可用于USB Type - C到HDMI/DVI/VGA或DisplayPort的轉(zhuǎn)接器，實(shí)現(xiàn)PC與傳統(tǒng)顯示器的連接。

5. 擴(kuò)展塢/顯示器應(yīng)用

在一些遺留設(shè)計(jì)中，可用于連接USB Type - C主機(jī)系統(tǒng)和多個顯示/數(shù)據(jù)設(shè)備，但對于新設(shè)計(jì)，CCG4提供了更集成的解決方案。

四、編程與引導(dǎo)加載

1. SWD接口編程

在開發(fā)或產(chǎn)品制造過程中，可使用賽普拉斯提供的MiniProg3和MiniProg4編程套件，通過SWD接口對CCG2設(shè)備的閃存進(jìn)行編程。

2. 應(yīng)用固件更新

• I2C接口：適用于CYPD2104、CYPD2119等部分型號，通過I2C接口與板載應(yīng)用處理器等設(shè)備通信進(jìn)行固件更新。
• CC接口：對于DFP應(yīng)用，可使用CY4532 CCG3PA EVK通過CC線發(fā)送編程和配置數(shù)據(jù)；對于電纜應(yīng)用，可參考EZ - PD配置實(shí)用程序用戶手冊進(jìn)行操作。

五、電氣規(guī)格

1. 絕對最大額定值

涵蓋了各種電源引腳的最大電壓、GPIO電壓、電流等參數(shù)，使用時需注意不能超過這些絕對最大條件，否則可能導(dǎo)致設(shè)備永久損壞。

2. 設(shè)備級規(guī)格

包括直流規(guī)格（如電源輸入電壓、電流等）、交流規(guī)格（如CPU頻率、喚醒時間等）、I/O規(guī)格（輸入輸出電壓閾值、電阻等）以及數(shù)字外設(shè)規(guī)格（如定時器、I2C、UART、SPI等的性能參數(shù)）。

六、訂購信息

提供了不同型號的EZ - PD CCG2的應(yīng)用類型、Type - C端口數(shù)量、終端電阻角色、默認(rèn)固件和封裝形式等信息，方便工程師根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

七、總結(jié)

EZ - PD? CCG2作為一款功能強(qiáng)大的USB Type - C端口控制器，在性能、功耗、應(yīng)用場景等方面都有出色的表現(xiàn)。不過，在一些新的應(yīng)用場景中，可能有更集成的解決方案可供選擇。工程師在設(shè)計(jì)時，需要根據(jù)具體的項(xiàng)目需求，綜合考慮CCG2的特性和優(yōu)勢，合理選擇和使用這款控制器。同時，也要關(guān)注其編程和固件更新的方法，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和功能擴(kuò)展。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒有遇到過關(guān)于CCG2的有趣問題或者獨(dú)特的應(yīng)用案例呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。