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[讨论交流] x2100支持雷电3接口的探讨

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发表于 2019-10-11 14:49:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

近日在论坛上见到有不少人表示希望x2100的USB-c口可以支持雷电3功能,俺也想着学习一下USB type-c的技术规范,看看在x2100上做出雷电3支持的方案会是怎样的。

(本职工作非电工,如有错漏,纯属业余)

首先了解一下USB type-c是怎样支持别的协议的(所谓alternate mode)。USB-c的针脚定义,网上很容易可以搜到,这里就不附了。简单来说,USB-c接口,包含有一对USB 2.0信号,2对4路的USB3 SS差分信号,其中2路TX、2路RX。USB 3.1只能用到其中一对(1路TX1路RX),而USB 3.2可以用上全部4路。剩下来是一些供电的针脚,还有一路控制信号(CC),两路旁路信号(SBU)。所谓USB-c alt mode,就是通过CC控制信号来动态地重定义那4路差分信号,用于别的用途。

比如标准的DP,需要2-4路单向的差分信号,以及一路AUX信号。USB-c控制芯片通过CC针脚跟外接的显示器握手后,可以将4路差分信号MUX到从显卡来的DP信号,就可以以USB-C线缆为介质传输DP信号了。

如果在基础的USB-C上,只需要DP alt mode的话,那还是比较简单的。除了芯片组里的USB主控和引出的USB2/3信号外,还需要板载USB type-c controller(比如德州仪器TPS65982)、USB type-c Alt mode mux(比如德州仪器 HD3SS460)。Alt mode mux一边接USB-c口,另一边同时接有USB3 SS信号和DP信号。USB type-c controller负责CC针脚上的模式协商,如果确定是USB3模式,就把SS信号接上;如果确定进入DP模式,就把DP信号接上。USB type-c controller本身运行的固件决定模式协商和PD状态的逻辑,然后通过i2c总线跟PCH/CPU通信。

如果需要雷电3 alt mode的话,就麻烦一些,需要用intel的雷电3芯片,比如JHL7xxx之类的。雷电3本身支持承载DP信号、4xPCIe信号。这种承载跟USB-c不一样,是把其它协议的数字信号重新包装成雷电3的数据包,传输到对面后再解包转成原协议。如果说USB-c是“被动式”支持其它协议,那雷电3就是“主动式”支持其它协议。全功能的雷电3口需要把这些其它协议的信号都接到雷电3芯片。也就是说,除了USB-C controller、mux、USB主控(集成在芯片组里)以外,还要加一个雷电3芯片,并且把PCIe和DP信号从CPU接出来。

上面是CPU/芯片组里没有雷电3控制器的情况。我们知道10代CPU里面集成了雷电3支持。这个支持是什么样的呢?现在的intel CPU把处理器和芯片组(PCH)封装到一起。在芯片组里集成有USB2/3控制器,而在10代处理器里集成了一个USB-C子系统和雷电3控制器。俺在10代处理器的数据表里看到这样一张示意图:

TCSS.png

TCSS就是type c sub-system的缩写,DE是display engine,iTBT是integrated thunderbolt,底下的Phy就是指物理针脚。可以看到,这里内置的雷电控制器本身就已经接入PCIe信号和DP信号,也带有MUX。也就是说,如果从处理器接出USB-C,目测只需要外挂一个USB-c controller芯片就可以同时支持USB 3.1+雷电3+DP。x2100采用这样的方案应该是最佳的。

由于以前几代intel处理器没有集成雷电3支持,所以对USB-c的支持是如前所述从芯片组引出来的USB3信号加上mux和USB-c控制器实现的。如果x2100从x210小改而来,如果要对走线改动比较小的话,可能还是继续从芯片组引出USB3。这样除非再有加入雷电3芯片,引出PCIe这样大的改动,雷电3支持是不会有了。

早些时候还看到有坛友说新的这个USB-C接口只会支持DP alt mode,不支持USB。这种情况对x210主板的改动就更小了,放在原来DP口的位置的话,连USB3信号都不用引出来,只要在接口附近加一个USB-c控制芯片一个MUX就搞定了,走线基本上就不用改了。

码了这么些字,一方面是帮助大家厘清USB-C和DP与雷电之间的关系,另一方面也是希望HOPE老大可以向我们透露一下,x2100上的USB-c口会是哪种方案。

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发表于 2019-10-11 15:27:24 | 显示全部楼层
支持折腾~
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发表于 2019-10-11 16:04:01 来自安卓客户端来自安卓客户端| 显示全部楼层
雷电3
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发表于 2019-10-11 16:11:26 | 显示全部楼层
探讨有益
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发表于 2019-10-11 17:07:57 | 显示全部楼层
支持探讨。。。支持折腾
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huzhi28251 - x210

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发表于 2019-10-11 17:42:15 来自手机版 | 显示全部楼层
纯属探讨
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发表于 2019-10-11 17:52:17 | 显示全部楼层
真是希望可以走雷电3的方式啊,按说10代既然支持,那么从处理器直接引出虽然会改主板,但需要采购的芯片反而会更少吧?这样是否成本会更低呢?估计需要老大衡量一下是改板子成本低还是采购多余芯片成本低了
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发表于 2019-10-11 18:15:39 来自安卓客户端来自安卓客户端| 显示全部楼层
不用想了,210没雷电
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wqnfs - 大王叫我来巡山。

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发表于 2019-10-11 18:27:54 | 显示全部楼层
探讨有益健康。
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发表于 2019-10-12 00:27:05 | 显示全部楼层
是说没雷电,说有usb-c,是不是全功能的没透漏啊
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发表于 2019-10-12 00:40:11 | 显示全部楼层
不是全功能,已经讲得很清楚了。可以数据、视频传输,没有雷电、充电。
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发表于 2019-10-12 20:26:54 来自安卓客户端来自安卓客户端| 显示全部楼层
不用探讨了,不会加的。 其实大改一下当成新产品来做也不错的
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zhangyongtao - 液晶屏专卖

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发表于 2019-10-13 12:46:37 | 显示全部楼层
不是全功能
不能充电
但是USB功能+视频输出是保留的啊   
不过欢迎这种技术贴。 理性讨论。
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 楼主| 发表于 2019-10-13 13:08:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 codetrick 于 2019-10-13 13:11 编辑
QUOTE:
zhangyongtao 发表于 2019-10-13 12:46
不是全功能
不能充电
但是USB功能+视频输出是保留的啊   

也就是说硬件上的实现估计是主贴里列举的第二种,用独立的USB-C控制芯片和MUX芯片实现usb-c alt mode。

当然开发上的成本肯定是分为硬件和固件两块。假如用第一种实现方案,但是省去固件开发成本而不支持雷电,那在后续还是可以补上的。

前面回帖的各位说不用探讨,没有意义,我是不同意的。折腾到底才是论坛的精神。就说x2100本身不支持雷电,那我们自己考虑设计m.2板子通过雷电协议把PCIe信号接出来,是不是有探讨的价值呢?

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zhangyongtao - 液晶屏专卖

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发表于 2019-10-13 13:11:26 | 显示全部楼层
QUOTE:
codetrick 发表于 2019-10-13 13:08
也就是说硬件上的实现估计是主贴里列举的第二种,用独立的USB-C控制芯片和MUX芯片实现usb-c alt mode。
...

具体应该等最终看厂家的设计
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发表于 2019-10-13 18:40:31 来自手机版 | 显示全部楼层
没时间大改,那样要重新打板测试,起码要加三四个月甚至半年。没这时间精力的。
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发表于 2019-10-22 17:10:50 | 显示全部楼层
建议在X310项目中加雷电3
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发表于 2019-10-22 17:14:18 来自手机版 | 显示全部楼层
310哈哈!
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广土被杀了 - JOHN-117

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310支持雷电的话预购量估计还是会大一点,没准就能凑够一两百片了。
因为屏幕更大所以也有空间自己魔改大触摸板
现在不少便携式显示器都会预期type-c提供5V3A的供电来实现一线通,lz对于type-c供电/充电有什么思路么
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发表于 2019-10-23 22:08:52 来自安卓客户端来自安卓客户端| 显示全部楼层
白费力气,白费心思!
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