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iPhone15 Pro和iPhone15Pro Max支持USB-C高速传输,给这些半导体企业带来重大利好

充电头网编辑部 充电头网 2023-09-27


前言


北京时间2023年9 月13日凌晨,Apple正式发布了iPhone 15系列手机与全新一代的Apple Watch。



其中,iPhone 15系列手机最大的升级就是全系都用上了USB-C接口,并根据最新消息,iPhone 15全系列都配备了“完全标准”的USB- C端口,对线材、配件没有任何限制。而由于A17 Pro芯片集成了USB控制器,iPhone 15 Pro 系列的接口支持USB 3传输,速率可以达到10Gb/s,而iPhone 15的标准版仅支持USB 2,速率最高位480Mb/s。



iPhone15改用USB-C接口以后,有望将传输速率提升到USB-IF高速传输规范,从而满足iPhone15视频传输、数据传递、高清音频等应用,而这个速率,就需要线缆内置E-Marker芯片,来标记线缆的数据传输能力,从而使线缆不会成为瓶颈,影响数据的高速传输。


两款新iPhone支持USB-C高速传输


iPhone 15 Pro Max还能通过USB 4的全功能数据线连接外接硬盘,目前测试16TB移动硬盘可以正常识别和读取,不挑线材和硬盘。



这代iPhone15新机有哪些彩蛋,下面充电头网逐一盘点。


iPhone15 Pro/Pro Max支持高速数据传输


USB-C 直通的便利,苹果新发布的iPhone 15系列已全部换装USB-C接口。



得益于USB 3的支持,iPhone拍摄的视频可直接存储到外置硬盘。



iPhone15系列含两款标准版机型,两款Pro版本机型,在USB接口协议上的差异,标准版机型配备的是USB 2.0,传输速率最高为480Mbps,而Pro版本机型则采用了苹果第二代超宽带芯片和USB-C端口,支持USB 3协议,传输速率最高可以达到10Gbps,是前者的20倍。


延伸阅读:苹果秋季新品发布会回顾,iPhone 15全系搭载USB-C接口,速率至高10Gbps


支持4K 60帧高清视频拍摄


这也是今年新机的重大升级之一,iPhone15 Pro和iPhone15Pro Max可以直接外挂硬盘来录制4K 60帧的视频,直接存储在外置设备中,真正的可以当做创作设备来使用了。


此外,iPhone15 Pro和iPhone15Pro Max能否通过USB4线缆实现对2K、4K外置显示器USB-C口一线通,这个点还有待实测。不过,此前的iPhone已经支持lightning to HDMI输出,这代iPhone15性能强劲,有望带来更多惊喜。


手机内置ReTimer信号增强芯片


此前充电头网介绍了 iPhone 15 的接口形态外,从尾插小板 USB-C 母座后面还隐隐若若看到一颗神秘 IC。放大可以看到该 IC 是 ReTimer 芯片,可以推断 iPhone 15 系列多款机型支持高速数据传输,该芯片用于USB-C数据传输信号放大与增强。


ReTimer 芯片主要作用是信号重构,减轻信号抖动,在充电头网拆解过的雷电 / USB4 高速设备上经常会简单这种 ReTimer 芯片,它可以改善高带宽数据接口的信号传输稳定性,实现更长的传输距离。


延伸阅读:949元苹果1.8米雷电4 Pro数据线深度拆解


USB4全功能线缆优势


2019 年 9 月,USB4 正式发布,最高传输速率达到 40Gbps,与雷电 3 相同。USB4 有两个规格,分别是最高带宽达到 40Gbps 的 USB4 40、最高带宽达到 20Gbps 的 USB4 20,消费者需认清楚 USB4 40 才是满血接口。



目前采用M1、M2处理器的苹果MacBook均支持USB4数据传输。MacBook作为苹果三件套之一,以及生产力工具代表。通过USB4数据线,可以让iPhone15 Pro/Pro Max与MacBook连接,实现数据、视频等资料的高速传输,大大缩短时间,提升办公效率。


不但如此,市面上的USB4充电线还支持140W或者240W快充,可以给MacBook进行超级快充。这样出门在外,只需一条USB4数据线,就能同时给iPhone15、AirPods Pro(USB-C版)、iPad(USB-C版)、MacBook同时使用,可谓是真的一线通了。


USB4芯片


随着USB技术的不断进步和发展,USB4为用户带来了更快的数据传输速度和更高的功率输出,而想要体验到USB4带来的速度与便利,一条带有E-Marker芯片的线缆是必不可少的。这是由于USB-IF设定了一个硬件门槛,想支持5A大电流、支持USB3.0或更高的传输速度、支持视频输出功能,都需要E-Marker芯片的加持。


E-Marker的全称为“Electronically Marked Cable”,我们可以将其理解为USB Type-C线缆的电子身份标签,通过这颗芯片可以读取该线缆的各种属性,包括电源传输能力、数据传输能力、视频传输能力和ID等信息。基于此,输出端(如充电头、笔记本)才能根据输出端连接的设备(如手机或显示器)调整匹配的电压/电流或音视频信号。


E-Marker芯片自身也存在档次之别。有些仅支持视频输出、有些仅支持USB 3.1 Gen1或USB3.1 Gen2、还有些仅支持5A电流传输,这类仅支持一项特殊功能的E-Marker芯片都属于较低端的存在。充电头网总结了七大厂商12款支持USB4 PD3.1的E-Marker芯片,可以满足高功率传输以及40Gbps高速数据传输线缆的需求。



新的线缆规范带来了E-Marker芯片的升级,据充电头网了解,目前已有易冲、钰群、慧能泰、瀚昕微、英飞凌、英集芯、沁恒等厂商推出了符合USB PD3.1快充标准,支持USB4的E-Marker芯片。


排名不分先后,按英文首字母排序。


CONVENIENT POWER 易冲


CPS8821


易冲CPS8821是一款支持USB PD3.1规格的E-Marker芯片,拥有最高240W功率,还兼容USB4&雷电4&雷电3&USB3.2数据传输,目前已经量产出货。



CPS8821系列其支持全功能USB4特性,并完美兼容USB3.2 Gen1/Gen2,USB3.1和USB2.0。支持Discover Identity,Discover SVID,Discover Modes,Enter Modes和Exit Modes命令,支持Manufacturer Info数据包,方便厂商将相关信息存储在线缆中。


电力传输方面支持SFR 20V 5A,100W功率传输及ERP 48V, 5A 240W功率传输。同时满足USB4 Gen3,40Gbps高速传输,向下兼容雷电3,且兼容4K 60Hz的高清视频传输。CPS8821除了支持CC线缆编程外,还可提供基于I²C的编程与调试能力,便于制造商进行开发,可广泛应用于USB-C to USB-C的全功能线缆。


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CPS8821F/G


CPS8821F/G是易冲新推出的E-Marker芯片,其支持全功能USB4特性,并完美兼容USB3.2 Gen1/Gen2,USB3.1和USB2.0。支持Discover Identity,Discover SVID,Discover Modes,Enter Modes和Exit Modes命令,支持Manufacturer Info数据包,方便厂商将相关信息存储在线缆中。



CPS8821F/G还支持主机认证功能,针对PD3.1高输出电压应用,CPS8821F/G系列增强了ESD和高压pin的耐压能力,使CC与Vconn能提供33V的高压保护,并集成了VBUS与CC/Vconn短接的检测保护。


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eEverTech 钰群


EJ903U/EJ913D


钰群科技 EJ903U/EJ913D 是一颗支持 PD3.1 240W 的E-Marker芯片,芯片内置256字节 OTP存储器,可通过CC引脚编程,芯片内部集成12M晶振,Vconn二极管和Ra电阻,内部集成3.3V和1.8V  LDO。



钰群科技 EJ903U/EJ913D 内部方框图,芯片内部逻辑控制电路,256字节OTP存储器,集成VCONN二极管,稳压器和BMC编码解码模块。



钰群科技 EJ903U/EJ913D 芯片特性一览,CC引脚和Vconn引脚支持28V耐压,可以防止VBUS引脚与CC或Vconn引脚短路造成-Marker芯片损坏。EJ903U采用WLCSP8封装,EJ913D采用DFN8封装,两款芯片都支持被动线

单芯片和双芯片应用。


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Hynetek慧能泰


HUSB332A


HUSB332A是慧能泰推出的一款USB Type-C电子标签芯片 (USB eMarker),它同时支持 USB Type-C 规范 2.0,USB Power Delivery 规范 3.0, USB4规范和雷电3(Thunderbolt 3)规范,支持USB PD3.1 EPR扩展功率范围。已经通过了USB-IF协会认证,TID号:4324。



HUSB332A内部集成Ra电阻,集成VCONN二极管,可实现零外围设计。自带的烧写存储单元(OTP)可支持多次烧写。HUSB332A也可以支持通过 CC引脚实现Type-C成品头或者成品线缆系统烧写。



HUSB332A的CC,VCONN1和VCONN2引脚支持25V高耐压。HUSB332A提供DFN2×2-6L,DFN2×2-8L,DFN2×3-8L封装。适用于USB PD线缆和USB4被动线缆。

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HUSB332B


慧能泰 HUSB332B 业内首颗通过USB PD3.1 eMarker Silicon认证测试的 USB Type-C 电子标签芯片(eMarker),TID 6773。



其支持PD3.1 EPR 240W功率传输和USB4 Gen3 40Gbps数据传输,适用于搭载240W USB Type-C to USB Type-C 线缆上。



同时 HUSB332B 也支持TBT3,USB3.2,USB3.1,USB2.0。HUSB332B自带加密功能,可应用于设备对线缆的身份识别,其自定义密钥方便各厂商定制。芯片具备2*2mm DFN-6L和 0.87*1.42mm WLCSP-6B两种封装类型,CC,VCONN1和VCONN2引脚支持28V高压保护,支持通过CC线编程。


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HUSB332C


慧能泰HUSB332C通过了USB-IF协会认证,TID:8655,芯片支持四次编程,支持通过CC线使用工具编程。



与前两款相比,HUSB332C在芯片内部集成过热保护功能,能够在连接器温度过高时切断电源进行保护,无需额外的过热保护方案。HUSB332C的CC和VCONN引脚支持37V耐压,可靠性更高,芯片支持雷电3和雷电4线缆应用。


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HUSB332D


慧能泰HUSB332D通过了USB-IF协会认证,TID:9125,芯片支持三次编程,兼容第三方烧录工具。



HUSB332D支持 Thunderbolt 3,Thunderbolt 4 和 USB4 80Gbps 数据通信,CC,VCONN1和VCONN2引脚具备25V耐压,提供DFN1.6*1.6-4与DFN2*2-6封装,支持USB-C线和雷电4被动线应用。


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HYPWR 翰昕微


HP9610


瀚昕微推出的HP9610 E-Marker芯片取得了USB-IF协会认证,TID:8815,XID:0014073,为PD3.1 EPR 240W及USB4.0应用带来高集成的解决方案。



瀚昕微HP9610是一款符合PD3.1规范和Type-C R2.1规范要求的标准的线缆电子标签芯片(USB Type-C E-Marker),完全满足协议要求的被动线缆(Passive Cable)的E-mark标准。支持双口VCONN和Ra,一颗芯片就能满足C to C线缆的需求。为Passive Cable被动线缆提供极其简单的省BOM成本的解决方案。



HP9610支持EPR 50V/5A功率传输和USB4.0,芯片内部集成VCONN二极管。采用了OTP一次烧写的功能,方便客户开发,同时为了防止没有烧录的OTP单元发生二次误烧录的现象,还增加了数据锁定功能。支持SOP’通讯,同时支持CC OTP烧录和I2C烧录。HP9610能够工作在协议要求的2.75V ~ 5.75V电压范围内。


HP9610的VCONN引脚耐压24V,CC引脚耐压30V,采用DFN2*2-6L封装和TSOT23-6L封装,支持单独使用一颗或两端各一颗,芯片工作环境温度范围为-40℃ ~ +85℃。 


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Infineon 英飞凌


CYPD2103


英飞凌 CYPD2103 E-Marker芯片内置48MHz主频的Cortex-M0 CPU,内置32KB闪存和4KB的SRAM,支持重复编程。内部集成定时器和计数器,支持I2C,SPI和UART串行接口,内部集成振荡器,无需外置晶振。



英飞凌EZ-PD CCG2内部集成Type-C基带物理层,内部集成UFP和EMCA终端电阻,支持2.7-5.5V工作电压。CC和VCONN引脚支持IEC61000-4-2的 4C级标准的±8kV接触放电和15kV空气放电,支持-40到85℃的工业级工作温度范围。



EZ-PD CCG2采用了赛普拉斯专用的M0S8技术,提供1.63*2.03mm WLCSP封装,2.5*3.5*0.6mm DFN封装,4*4*0.55mm QFN封装,三种封装满足不同应用环境。


应用案例:

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CYPD2803


英飞凌CYPD2803是一款专用的USB Type-C EMCA控制器,符合USB Type-C和USB-PD标准,适用于Type-C雷电和非雷电电缆应用。



英飞凌CYPD2803支持passive cable的PD3.1与USB4 E-Marker的支持,支持最高240W的功率,内部集成了完整的Type-C收发器,在CC、VCONN1和VCONN2引脚上集成了高压保护,CC可以耐压55V以上,做到VBUS短路CC保护,CYPD2803内置47字节的存储空间,用于配置供应商、设备和电缆特定的配置数据。


INJOINIC 英集芯


IP2133H/TH


IP2133H/TH是IP2133系列的旗舰E-Marker芯片,并且是首款通过PD3.1 V1.7标准认证的产品。芯片提供DFN2*2-6/8L两种封装形式。



英集芯 IP2133H 采用DFN2*2-6L封装。



英集芯 IP2133TH 采用DFN2*2-8L封装,增添了SCL和SDA引脚。


这是一款支持USB Type-C 2.2标准以及PD3.1规范的USB Type-C线缆电子标签芯片,芯片内部集成硬件的双向标记编解码(BMC)协议,集成物理层协议(PHY),支持获取制造商信息指令,支持读取状态指令,通过内部集成的温度传感器,读取线缆温度。


IP2133H 支持EPR 240W功率传输,支持SOP'和SOP''指令,让主动线缆实现国产化,还支持USB4 80G,雷电4和雷电3线缆应用。芯片内部集成VCONN二极管和Ra电阻,外围元件极简。芯片支持四次烧写,并具备个性化的烧写保护功能,为USB-C线缆提供完整的解决方案。



英集芯 IP2133H 还提供WLCSP-6B封装,满足不同数据线的使用需求,支持USB-C被动线缆和主动线缆应用,支持EPR 240W线缆,支持雷电3和雷电4线缆应用。


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WCH沁恒


CH252


CH252是沁恒推出的一款USB Type-C线缆电子标签芯片,支持USB Type-C 2.1标准及USB PD 3.1标准,可用于各类Type-C线缆相关应用。CH252芯片取得了USB-IF协会认证,TID:9134。



CH252芯片内部集成VCONN二极管、Ra电阻和高压LDO,可以单芯片工作,无需外围器件。CH252出厂时内部烧录有默认配置,并支持成品线缆通过Type-C接口进行配置数据的更新烧写。



每一片CH252除默认配置外,还支持至多5次配置数据的更新烧写,并具有数据锁定功能。CH252的出厂默认配置数据有多种可选。 


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充电头网总结


随着Apple iPhone 15系列全面开始使用USB-C接口开始,目前市面上几乎所有的智能移动设备接口都为USB-C口,用户只需要携带一条USB-C线就可以为所有设备供电和传输数据,而不需要携带多种线缆。


USB4的发行为用户带来了更快的数据传输速度和更高的功率输出,大功率,高速数据传输将会在更多的设备上普及,对应线缆需要使用更多的E-Marker芯片。充电头网归纳了7家芯片原厂推出的支持PD3.1的E-Marker芯片,可以满足240W功率传输以及40Gbps高速数据传输线缆的需求。


这些芯片原厂推出的E-Marker芯片各具特点,都支持PD3.1与USB4,可提供高速的数据传输和更高的功率输出,有着引脚高耐压保护的加持,可有效线缆的可靠性,芯片内置的温度检测功能,可以根据温度进行过热保护,避免在使用时产生高温危险。为线缆增加卖点,使用更加安全。


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USB4/TBT4拆解

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「被动器件」

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「氮化镓」

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