一种用于USB线缆的电子标签电路、芯片和USB线缆的制作方法

一种用于usb线缆的电子标签电路、芯片和usb线缆
技术领域
1.本公开涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种用于通用串行总线(universal serial bus，简称为usb)线缆的电子标签(e-marker)电路、芯片和usb线缆。


背景技术：

2.越来越多的终端设备需要支持快速充电，快速充电通常通过提高电流的方式实现。电流的增加对于线材的阻抗要求也越来越高，如果线材阻抗较大，通过大电流后存在线材烧毁的风险。因此支持大电流快充的终端设备对线材阻抗进行检测，并根据线材的阻抗大小进行不同的充电功率策略。如何快速并且精准地实现线材阻抗测量成为快充技术需要解决的问题。
3.相关技术中，线材阻抗检测方法有：(1)线材出厂时把对应的出厂测量阻抗写入到线材的e-marker芯片中，终端设备通过对应的通信协议获取线材的阻抗。该线材阻抗值只代表出厂时的阻抗，线材在使用过程中会老化，就会导致线材的阻抗明显增加，大电流会带来烧毁风险。(2)终端设备在充电过程中，通过拉载一个固定电流i，同时通过特殊的指令获取适配器端的电压值u1，并且终端设备实时侦测自身接口端的电压值u2。通过r＝(u1-u2)/i获取线材的阻抗。适配器需要支持对应的适配器端电压获取命令，不具有通用性。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本公开实施例提供了一种用于usb线缆的电子标签电路、芯片和usb线缆，以至少部分解决在线材阻抗测量中由终端设备及适配器监测电源线的电压值需要在终端设备和适配器中增加功能模块的技术问题。
5.根据本公开的一方面，提供了一种用于usb线缆的电子标签电路，包括：检测电路，用于检测usb线缆的电源线一端的电压值；通信电路，与检测电路连接，并具有用于连接usb线缆的配置通道线的端子，以经由端子发送该电压值。
6.在一些实施例中，检测电路，包括：模数转换模块，用于对电源线一端的电压信号进行采样并将其转换为数字信号，得到电压值。
7.在一些实施例中，通信电路，在经由上述端子检测到身份发现命令信号时，经由端子发送响应信号以发送上述电压值。
8.根据本公开的另一方面，提供了一种用于usb线缆的电子标签芯片，包括本公开实施例的电子标签电路。
9.根据本公开的另一方面，提供了一种usb线缆，包括：线缆，包括电源线和配置通道线；第一电路，包括：第一检测电路，用于检测电源线的第一端的第一电压值；第一通信电路，与第一检测电路及配置通道线的第一端连接，以经由配置通道线发送第一电压值；第二电路，包括：第二检测电路，用于检测电源线的第二端的第二电压值；第二通信电路，与第二检测电路及配置通道线的第二端连接，以经由配置通道线发送第二电压值。
10.在一些实施例中，第一检测电路，包括：第一模数转换模块，用于对电源线第一端
的电压信号进行采样并将其转换为数字信号，得到第一电压值。
11.在一些实施例中，第二检测电路，包括：第二模数转换模块，用于对电源线第二端的电压信号进行采样并将其转换为数字信号，得到第二电压值。
12.在一些实施例中，第一通信电路，在经由配置通道线检测到第一身份发现命令信号时，经由配置通道线发送第一响应信号以发送第一电压值；第二通信电路，在经由配置通道线检测到第二身份发现命令信号时，经由配置通道线发送第二响应信号以发送第二电压值。
13.在一些实施例中，第一电路集成于第一电子标签芯片。
14.在一些实施例中，第二电路集成于第二电子标签芯片。
15.本公开实施例中提供的一个或多个技术方案，可实现由usb线缆提供其电源线的电压，由于终端设备支持与usb线缆的电子标签电路通信，因而终端设备及适配器可不增加功能模块，进而实现对电源线阻抗的实时监测。并可提高usb线缆的适用范围，降低终端设备或适配器的成本。
附图说明
16.在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
17.图1示出了根据本公开示例性实施例的用于usb线缆的电子标签电路的结构示意图；
18.图2示出了根据本公开示例性实施例的用于usb线缆的电子标签电路的另一结构示意图；
19.图3示出了根据本公开示例性实施例的usb线缆的结构示意图；
20.图4示出了根据本公开示例性实施例的usb类型c线缆的结构示意图；
21.图5示出了本公开示例性实施例的电缆阻抗检测方法的流程图。
具体实施方式
22.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
23.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
24.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“根据”是“至少部分地根据”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
25.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
26.在本公开实施例中，usb线缆可包括两端均为类型c连接器的usb线缆，也可包括包括一端为类型c(type-c)连接器、另一端为类型a(type-a)连接器的usb线缆，本公开实施例对此不作限定。
27.在本公开实施例中，usb线缆可包括支持数据传输的usb线缆，也可包括不支持数据传输的usb线缆。usb线缆的数据传输可包括：usb2.0、usb3.1 gen1、usb3.1 gen2、雷电3、雷电4等，本公开实施例对此不作限定。
28.在本公开实施例中，usb线缆可包括支持视频信号传输的usb线缆，也可包括不支持视频信号传输的线缆。
29.在本公开实施例中，usb线缆可用于电能传输。usb线缆一端连接吸端(也称为sink)，另一端连接源端(也称为source)。非限制性的，usb线缆可基于功率传输(power delivery，pd)协议在源端与吸端之间传输电能。作为一种示例，源端包括适配器等，吸端包括手机、笔记本电脑等终端设备。作为一种示例，终端设备可作为源端向其他终端设备供电，例如，笔记本电脑可向手机供电。
30.e-mark，全称为electronically marked cable，也就是封装有e-marker芯片的usb有源电缆，上行端口(upstream facing port，ufp)和下行端口(downstreamfacingport，dfp)利用pd协议可以读取该电缆的属性：电源传输能力，数据传输能力，id等信息。
31.图1示出了根据本公开示例性实施例的用于usb线缆的电子标签电路的结构示意图，如图1所述，电子标签电路100包括：检测电路110，用于检测usb线缆的电源线(vbus)一端的电压值；通信电路120，与检测电路110连接，并具有用于连接usb线缆的配置通道线的端子121，以经由端子121发送检测电路110输出的电压值。可实现由usb线缆提供其电源线的电压，由于终端设备支持与usb线缆的电子标签电路通信，因而终端设备及适配器可不增加功能模块，进而实现对电源线阻抗的实时监测。并可提高usb线缆的适用范围，降低终端设备或适配器的成本。
32.作为一种实施方式，检测电路110包括模数转换模块，模数转换模块对usb线缆的电源线一端的电压信号进行采样，并将采样所得的模拟信号转换为数字信号，得到上述电压值。作为一种示例，模数转换模块可选用但不限于逐次通近型、∑
‑△
型等精度高的模数转换模块。
33.作为一种实施方式，通信电路120包括连接至计算机可读存储器的处理器，该计算机可读存储器存储能够由该处理器执行以经由端子121发送检测电路110输出的电压值的指令。应当理解，通信电路120还可采用其他数字电路，本实施例对此不作限定。
34.作为一种实施方式，通信电路120，在经由端子121检测到身份发现命令(discover identity command)信号时，经由端子121发送响应信号以发送上述电压值。身份发现命令信号可参见usb类型c标准的定义，本实施例对此不作赘述。
35.作为一种实施方式，如图2所示，电子标签电路100还可包括：存储器130，用于存储usb线缆的属性。通信电路120与存储器130连接，以从存储器130读取该属性并经由端子121发送该属性。作为一种示例，usb电缆的属性可包括承载电流能力、承载数据能力、供应商信
息等。作为一种示例，存储器可为非易失、可多次编程存储器。
36.作为一种实施方式，通信电路120，在经由上述端子121检测到身份发现命令信号时，经由端子121发送响应信号以发送上述电压值和上述属性。在本实施例中，上述电压值和上述属性可通过一个信号一同被发送，也可以通过多个信号分别被发送，本实施例对此不作限定。
37.作为一种实施方式，如图2所示，电子标签电路100还可包括：电源接口140，电源接口140与电源连接，用于向电子标签电路100供电。作为一种示例，电源接口140用于与usb线缆的配置通道线中作为vconn的配置通道线连接，在作为vconn的配置通道线与电源连接时，将电力传输至电源接口140，电源接口140使用该电力为电子标签电路100供电。通常，配置通道线包括cc1和cc2，cc1可用于信息传输，cc2可被用作电力传输。
38.本公开实施例还提供了一种用于usb线缆的电子标签芯片，包括本公开实施例的电子标签电路100。
39.在一些实施例中，可在usb线缆的两端分别设置电子标签芯片，由两个电子标签芯片或电路分别提供其所在一端的电源线的电压值。作为一种实施方式，由两个电子标签芯片或电路分别向终端设备(sink，吸端)提供其所在一端的电源线的电压值，从而终端设备可基于电源线两端的电压值确定电源线的阻抗。
40.图3示出了根据本公开示例性实施例的usb线缆的结构示意图，如图3所示，usb线缆300包括：线缆310、第一电路320和第二电路330。其中，第一电路320设置于线缆310的第一端，第二电路330设置于线缆310的第二端。
41.参考图3所示，线缆310包括电源线vbus、配置通道线cc。应当理解，线缆310还可包括其他线，图3中未示出。
42.参考图3所示，第一电路320包括：第一检测电路321，用于检测线缆310的电源线vbus第一端的第一电压值u1；第一通信电路322，与第一检测电路321及配置通道线cc连接，以经由配置通道线cc发送第一检测电路321输出的第一电压值u1。
43.作为一种实施方式，第一检测电路321包括第一模数转换模块，第一模数转换模块用于对usb线缆的电源线vbus第一端的电压信号进行采样，并将采样所得的模拟信号转换为数字信号，得到第一端的第一电压值。作为一种示例，第一模数转换模块可选用但不限于逐次通近型、∑
‑△
型等精度高的模数转换模块。
44.作为一种实施方式，第一通信电路322包括连接至计算机可读存储器的处理器，该计算机可读存储器存储能够由该处理器执行以经由配置通道线cc发送第一检测电路321输出的第一电压值u1的指令。应当理解，第一通信电路322还可采用其他数字电路，本实施例对此不作限定。
45.作为一种实施方式，第一电路320还可包括：第一存储器，用于存储usb线缆的属性。第一通信电路322与第一存储器连接，以从第一存储器读取该属性并经由配置通道线cc发送该属性。作为一种示例，usb电缆的属性可包括承载电流能力、承载数据能力、供应商信息等。作为一种示例，存储器可为非易失、可多次编程存储器。
46.参考图3所示，第二电路330包括：第二检测电路331，用于检测线缆310的电源线vbus第二端的第二电压值u2；第二通信电路332，与第二检测电路331及配置通道线cc连接，并与配置通道线cc连接，以经由配置通道线cc发送第二检测电路331输出的第二电压值u2。
47.作为一种实施方式，第二检测电路331包括第二模数转换模块，第二模数转换模块用于对usb线缆的电源线vbus第二端的电压信号进行采样，并将采样所得的模拟信号转换为数字信号，得到第二端的第二电压值。作为一种示例，第二模数转换模块可选用但不限于逐次通近型、∑
‑△
型等精度高的模数转换模块。
48.作为一种实施方式，第二通信电路332包括连接至计算机可读存储器的处理器，该计算机可读存储器存储能够由该处理器执行以经由配置通道线cc发送第二检测电路331输出的第二电压值u2的指令。应当理解，第二通信电路332还可采用其他数字电路，本实施例对此不作限定。
49.作为一种实施方式，第二电路330还可包括：第二存储器，用于存储usb线缆的属性。第二通信电路332与第二存储器连接，以从第二存储器读取该属性并经由配置通道线cc发送该属性。作为一种示例，usb电缆的属性可包括承载电流能力、承载数据能力、供应商信息等。作为一种示例，存储器可为非易失、可多次编程存储器。
50.作为一种实施方式，第一通信电路322，在经由配置通道线cc检测到第一身份发现命令信号时，经由配置通道线cc发送第一响应信号以发送第一电压值；第二通信电路332，在经由配置通道线cc检测到第二身份发现命令信号时，经由配置通道线cc发送第二响应信号以发送第二电压值。
51.参考图3所示，线缆310的一端连接有第一连接器，线缆310的另一端连接有第二连接器。作为一种示例，第一连接器和第二连接器为usb类型c连接器。应当理解，本实施例的第一连接器和第二连接器并不限于前述示例，其他类型的连接器及其组合也是可行的，本实施例对此不作赘述。
52.作为一种实施方式，第一电路320集成于一电子标签芯片。作为一种实施方式，第二电路230集成于另一电子标签芯片。作为一种示例，第一端连接终端设备(吸端)，第二端连接适配器(源端)，集成第一电路320的电子标签芯片为较靠近终端设备的芯片，终端设备通过sop’获得第一端的第一电压值u1，集成第二电路330的电子标签芯片为较远离终端设备的芯片，终端设备可通过sop”获得第二端的第二电压值u1。
53.下面以usb类型c线缆为例对本公开示例性实施例进行描述。
54.图4示出了根据本公开示例性实施例的usb类型c线缆的结构示意图，如图4所示，usb类型c线缆400包括：usb类型c连接器410a和410b，电子标签芯片420a和420b。其中，电子标签芯片420a与usb类型c连接器410a连接，电子标签芯片420b与usb类型c连接器410b连接。
55.参考图4所示，电子标签芯片420a连接电源线vbus的一端，以检测电源线vbus该端的电压值u1；电子标签芯片420b连接电源线vbus的另一端，以检测电源线vbus该端的电压值u2。
56.作为一种实施方式，电子标签芯片420a的电源引脚与usb类型c连接器310a的cc(配置通道)1引脚连接，以通过cc1引脚供电；电子标签芯片420b的电源引脚与usb类型c连接器410b的cc1引脚连接，以通过cc1引脚供电。vconn电源接入cc1引脚以实现供电。应当理解，为usb线缆内部电路、芯片供电还可采用相关技术中的电路或方法，本公开实施例对此不作限定。
57.作为一种实施方式，电子标签芯片420a与usb类型c连接器410a的cc2引脚连接，电
子标签芯片420b与usb类型c连接器410b的cc2引脚连接。
58.作为一种示例，在usb类型c连接器410a接入吸端的情况下，吸端通过usb类型c连接器410a与电子标签芯片420a和420b通信，经由cc2从电子标签芯片420a获取电源线vbus一端的电压值u1，经由cc2从电子标签芯片420b获取电源线vbus另一端的电压值u2。其中，电子标签芯片420a为较靠近吸端的芯片，可通过sop’信号经由cc2从电子标签芯片420a获取电源线vbus一端的电压值u1；电子标签芯片420b为较远离吸端的芯片，可通过sop”信号经由cc2从电子标签芯片420b获取电源线vbus一端的电压值u2。
59.作为另一种示例，在usb类型c连接器410b接入吸端的情况下，吸端通过usb类型c连接器410b与电子标签芯片420a和420b通信，经由cc2从电子标签芯片420a获取电源线vbus一端的电压值u1，经由cc2从电子标签芯片420b获取电源线vbus另一端的电压值u2。其中，电子标签芯片420b为较靠近吸端的芯片，可通过sop’信号经由cc2从电子标签芯片420b获取电源线vbus一端的电压值u2；电子标签芯片420a为较远离吸端的芯片，可通过sop”信号经由cc2从电子标签芯片420b获取电源线vbus一端的电压值u1。
60.进一步的，参考图4所示，电子标签芯片420a包括：检测电路421a，用于检测电源线vbus第一端的电压值u1；通信电路422a，与检测电路421a及cc2连接，以经由cc2发送检测电路421a输出的电压值u1；电源接口423a，与cc1连接；存储器424a，用于存储usb线缆的属性。作为一种实施方式，在电源接口423a被供电后，电子标签芯片420a开始工作，检测电路421a检测电源线vbus第一端的电压值u1。通信电路422a，在经由cc2检测到第一身份发现命令信号时，经由cc2发送第一响应信号以发送电压值u1。
61.进一步的，参考图4所示，电子标签芯片420b包括：检测电路421b，用于检测电源线vbus第二端的电压值u2；通信电路422b，与检测电路421b及cc2连接，以经由cc2发送第一检测电路421b输出的电压值u2；电源接口423b，与cc1连接；存储器424b，用于存储usb线缆的属性。作为一种实施方式，在电源接口423b被供电后，电子标签芯片420b开始工作，检测电路421b检测电源线vbus第二端的电压值u2。通信电路422b，在经由cc2检测到第二身份发现命令信号时，经由cc2发送第二响应信号以发送电压值u2。
62.应当理解，usb线缆、电子标签电路、电子标签芯片还可包括其他电路模块，本公开实施例对此不作赘述。
63.下面对使用本公开实施的usb线缆的线缆阻抗检测方法进行描述。
64.图5示出了本公开示例性实施例的电缆阻抗检测方法的流程图，如图5所示，该方法包括步骤s501至步骤s505。
65.步骤s501，终端设备侦测适配器是否接入。
66.步骤s502，在侦测到适配器接入的情况下，终端设备拉载一个固定电流i。
67.步骤s503，终端设备与usb线缆电源线一端的电子标签芯片通信，通过通信命令获取usb线缆电源线该端的电压值u1。
68.作为一种示例，步骤s503中，电子标签芯片为较靠近终端设备的芯片，终端设备通过sop’信号与该电子标签芯片通信，以获取usb线缆电源线该端的电压值u1。
69.步骤s504，终端设备与usb线缆电源线另一端的电子标签芯片通信，通过通信命令获取usb线缆电源线该端的电压值u2。
70.作为一种示例，步骤s504中，电子标签芯片为较远离终端设备的芯片，终端设备通
过sop”信号与该电子标签芯片通信，以获取usb线缆电源线该端的电压值u2。
71.步骤s505，终端设备通过r＝|u1-u2|/i计算得到线材阻抗。
72.通过上述方法，可以实时侦测线材的阻抗，安全可靠通用性强，无需适配器支持特定的适配器电压获取指令，即可实现实时侦测线材阻抗。在确定线材阻抗后，终端设备可基于线材阻抗确定充电电流，以避免电流过大导致usb线缆损坏。
73.应当理解，在本实施例中示例性的示出了终端设备和适配器的情形，但本实施例并不限于此，上述方法在任意的源端和吸端均适用，本实施例对此不作赘述。
74.以上对本公开所提供一种用于usb线缆的电子标签电路、芯片和usb线缆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。