便攜產品接口的現狀

傳統的手機，便攜媒體播放器(PMP)，移動互聯網設備(MID)等便攜產品，需要各種各樣的接口以提供數據連接，音頻和視頻輸出，對內部進行編程和固件升級，對鋰電池充電。除了USB數據接口和標準的3.5mm 或2.5mm耳機音頻接口，各家公司使用各種各樣的接口機械結構和自己特定的接口引腳定義。由此產生了大量的各種各樣的不兼容的充電器，數據線等附件。

手機充電接口的標準和統一

為了環保和減少電子垃圾，政府部門和各種組織一直在推動手機充電接口的統一。2006年中國信息產業部發布YD/T 1591-2006 《移動通信手持機充電器及接口技術要求和測試方法》要求所有在中國大陸銷售的手機的充電線與充電器分離，在充電器側使用統一的USB-A接口，以達到節省和互換充電器的目的。2007年9月開放移動終端平臺組織(OMTP)公布了全球統一的手機充電器接口Micro-USB，從而比中國的標準更進了一步。歐盟在2009年6月通過了手機充電器標準，要求2010年后所有在歐盟銷售的手機在手機上統一使用Micro-USB接口作為充電接口。世界知名移動電話制造商如摩托羅拉、蘋果、LG、NEC、高通、RIM（黑莓手機制造商）、三星和德州儀器也參與并簽署了歐盟的這項協議。其中諾基亞、三星、LG、摩托羅拉、RIM公司等已經開始生產Micro-USB兼容的設備。

另外，美國國家標準(ANSI)制定過USB接口的車載設備標準 USB Carkit Specification (ANSI/CEA-936-A)，其中有車載充電器的定義。USB組織也制定了輸出電流高達1.5A的USB-Host/Hub充電器標準，使USB從設備與主機經過識別后，能從USB口中得到更大的充電電流。表 1給出了市場上已經存在的幾種標準充電器的定義和各信號線上的狀態。從以上的標準中可以看到，Micro-USB已經成為事實上的充電器接口。

表 1. 幾種充電器的各條引線定義

Micro-USB接口進一步統一其他信號連接

除了充電接口，手機上還有音頻輸出，USB數據連接，通用異步收發(UART)接口，甚至視頻輸出。所有的信號連接都需要連接器。在手機設計追求更薄，元器件更小、密度更高的要求下，連接器的體積，占用的電路板面積，以及成本愈來愈變成一個負擔。在Mini-USB作為手機USB接口的時候，人們開始采用10個腳的Mini-USB兼容連接器來同時支持充電、USB、音頻和UART連接。但是，在強制要求采用Micro-USB作為接口后，Micro-USB連接器的結構不允許其中再放入額外需要的腳位。利用模擬開關來復用Micro-USB的5個腳位的解決方案就應運而生。在模擬開關復用Micro-USB插座以前，手機必須知道連上的附件是什么類型，是一個充電器呢，還是一個耳麥？即使是一個充電器，還要區分是可以支持大電流充電的手機專用充電器還是只有500mA供電能力的普通USB口。

FSL的創新解決方案使Micro-USB接口成為手機的統一接口

飛思卡爾順應發展的潮流，推出了創新性的解決方案—Micro-USB接口器件MC34825。所有的手機附件通過使用一根與Micro-USB接口配合的5芯線與手機連接。MC34825 根據ID線與地之間的電阻的大小，DP線與DM線之間的關系，VBUS線有沒有電壓，來識別插入的手機附件類型。MC34825內部有一個5bit的ADC，可以區分32級ID電阻。其內部有一個模擬開關陣列，分別可以把USB信號、UART信號或音頻輸出信號連接到Micro-USB接口的D+/D-腳上，把從Micro-USB接口上VBUS腳上的電源輸入連接到手機的充電控制芯片，或者把麥克風輸入連接到音頻處理芯片。

圖 1是MC34825的典型應用電路。MC34825支持目前各類標準中所定義的充電器，USB數據線，UART數據線和立體聲耳麥的連接。外部電路簡單，音頻通路支持負電壓信號，可以直接通過正負電平的耳機音頻信號。USB通路支持480Mbps USB2.0高速信號。

當插入充電器時，電源輸入通過VBUS后從OUT輸出給手機里的鋰電池充電控制芯片或電源管理芯片。MC34825的VBUS輸入具有28V的耐壓性能，手機里可以省略額外的過壓保護電路。ISET引腳可由手機處理器控制輸出高阻或低阻，來配合充電控制電路來設定大小充電電流。

當插入耳麥時，麥克風信號也從VBUS輸入，從MIC輸出到麥克風前置放大器。OUT腳內部被下拉到地，杜絕了從OUT腳耦合噪音干擾麥克風信號。

圖 1. MC34825的典型接口應用電路

圖 2顯示了MC34825是如何來識別手機附件類型的。在沒有附件連接的時候，MC34825處于低功耗的待機狀態并且一直監測著Micro-USB接口上ID線和VBUS線的狀態。待機的功耗只有不到10uA。如果任何一條線的狀態發生變化，即ID線與地之間不再開路或者VBUS線上的電壓高于2.6V，MC34825就會啟動檢測進程，測出ID電阻有多大，VBUS有沒有電源輸入，DP線和

便攜產品接口的現狀

傳統的手機，便攜媒體播放器(PMP)，移動互聯網設備(MID)等便攜產品，需要各種各樣的接口以提供數據連接，音頻和視頻輸出，對內部進行編程和固件升級，對鋰電池充電。除了USB數據接口和標準的3.5mm 或2.5mm耳機音頻接口，各家公司使用各種各樣的接口機械結構和自己特定的接口引腳定義。由此產生了大量的各種各樣的不兼容的充電器，數據線等附件。

手機充電接口的標準和統一

為了環保和減少電子垃圾，政府部門和各種組織一直在推動手機充電接口的統一。2006年中國信息產業部發布YD/T 1591-2006 《移動通信手持機充電器及接口技術要求和測試方法》要求所有在中國大陸銷售的手機的充電線與充電器分離，在充電器側使用統一的USB-A接口，以達到節省和互換充電器的目的。2007年9月開放移動終端平臺組織(OMTP)公布了全球統一的手機充電器接口Micro-USB，從而比中國的標準更進了一步。歐盟在2009年6月通過了手機充電器標準，要求2010年后所有在歐盟銷售的手機在手機上統一使用Micro-USB接口作為充電接口。世界知名移動電話制造商如摩托羅拉、蘋果、LG、NEC、高通、RIM（黑莓手機制造商）、三星和德州儀器也參與并簽署了歐盟的這項協議。其中諾基亞、三星、LG、摩托羅拉、RIM公司等已經開始生產Micro-USB兼容的設備。

另外，美國國家標準(ANSI)制定過USB接口的車載設備標準 USB Carkit Specification (ANSI/CEA-936-A)，其中有車載充電器的定義。USB組織也制定了輸出電流高達1.5A的USB-Host/Hub充電器標準，使USB從設備與主機經過識別后，能從USB口中得到更大的充電電流。表 1給出了市場上已經存在的幾種標準充電器的定義和各信號線上的狀態。從以上的標準中可以看到，Micro-USB已經成為事實上的充電器接口。

表 1. 幾種充電器的各條引線定義

Micro-USB接口進一步統一其他信號連接

除了充電接口，手機上還有音頻輸出，USB數據連接，通用異步收發(UART)接口，甚至視頻輸出。所有的信號連接都需要連接器。在手機設計追求更薄，元器件更小、密度更高的要求下，連接器的體積，占用的電路板面積，以及成本愈來愈變成一個負擔。在Mini-USB作為手機USB接口的時候，人們開始采用10個腳的Mini-USB兼容連接器來同時支持充電、USB、音頻和UART連接。但是，在強制要求采用Micro-USB作為接口后，Micro-USB連接器的結構不允許其中再放入額外需要的腳位。利用模擬開關來復用Micro-USB的5個腳位的解決方案就應運而生。在模擬開關復用Micro-USB插座以前，手機必須知道連上的附件是什么類型，是一個充電器呢，還是一個耳麥？即使是一個充電器，還要區分是可以支持大電流充電的手機專用充電器還是只有500mA供電能力的普通USB口。

FSL的創新解決方案使Micro-USB接口成為手機的統一接口

飛思卡爾順應發展的潮流，推出了創新性的解決方案—Micro-USB接口器件MC34825。所有的手機附件通過使用一根與Micro-USB接口配合的5芯線與手機連接。MC34825 根據ID線與地之間的電阻的大小，DP線與DM線之間的關系，VBUS線有沒有電壓，來識別插入的手機附件類型。MC34825內部有一個5bit的ADC，可以區分32級ID電阻。其內部有一個模擬開關陣列，分別可以把USB信號、UART信號或音頻輸出信號連接到Micro-USB接口的D+/D-腳上，把從Micro-USB接口上VBUS腳上的電源輸入連接到手機的充電控制芯片，或者把麥克風輸入連接到音頻處理芯片。

圖 1是MC34825的典型應用電路。MC34825支持目前各類標準中所定義的充電器，USB數據線，UART數據線和立體聲耳麥的連接。外部電路簡單，音頻通路支持負電壓信號，可以直接通過正負電平的耳機音頻信號。USB通路支持480Mbps USB2.0高速信號。

當插入充電器時，電源輸入通過VBUS后從OUT輸出給手機里的鋰電池充電控制芯片或電源管理芯片。MC34825的VBUS輸入具有28V的耐壓性能，手機里可以省略額外的過壓保護電路。ISET引腳可由手機處理器控制輸出高阻或低阻，來配合充電控制電路來設定大小充電電流。

當插入耳麥時，麥克風信號也從VBUS輸入，從MIC輸出到麥克風前置放大器。OUT腳內部被下拉到地，杜絕了從OUT腳耦合噪音干擾麥克風信號。

圖 1. MC34825的典型接口應用電路

圖 2顯示了MC34825是如何來識別手機附件類型的。在沒有附件連接的時候，MC34825處于低功耗的待機狀態并且一直監測著Micro-USB接口上ID線和VBUS線的狀態。待機的功耗只有不到10uA。如果任何一條線的狀態發生變化，即ID線與地之間不再開路或者VBUS線上的電壓高于2.6V，MC34825就會啟動檢測進程，測出ID電阻有多大，VBUS有沒有電源輸入，DP線和DM線的關系如何，并把結果存入內部ADC結果寄存器和狀態寄存器，同時發一個中斷給手機處理器。手機處理器根據MC34825的識別結果得出附件類型，控制MC34825中的模擬開關使信號通過Micro-USB接口的5個引腳與附件連通。

圖 2. MC34825的附件識別過程

音樂手機線控解決方案

當手機越來越成為一個多媒體中心，集成音樂播放器，調頻廣播，視頻播放器的時候，外部的線控要求就應運而生。利用線控可以給音樂手機帶來很多的好處，第一是大家都一目了然的，線控小巧，可以方便地夾在衣服上，按鍵是專為音樂播放定義的，方便快捷。第二，更重要的是，在手機上操作，由于按鍵是與其他功能復用的，手機必須啟動屏幕提示各鍵的功能，而屏幕背光要消耗大量的電流。而使用線控可以不用開啟屏幕背光和其他一些不必要的功能，可以大大延長電池的音樂播放使用時間。市場上已經有各種各樣的線控解決方案，但是絕大部分方案都需要在外部的線控器里設置一個專用的負責按鍵狀態檢測并與手機通信的芯片，成本高昂。MC34825預留了13個ID電阻用于線控的按鍵，如圖 3所示，該解決方案只使用了非常便宜的電阻就構成了全功能的線控器。不同的按鍵被按下或松開，ID電阻就不同，MC34825檢測到了ID電阻的變化，就會啟動ADC來測量ID電阻并存于ADC結果寄存器中。MC34825同時還檢測按鍵時間的長短，按照按鍵時間的不同，它會分別告訴手機處理器按鍵事件是短按，長按，還是長按被釋放掉。與那些把按鍵和MIC并聯的方案相比較，在MC34825的解決方案中，按鍵通過ID線檢測，MIC信號通過VBUS線傳送，不會造成任何的噪聲串擾。在通話中按線控上音量增減鍵等也不會干擾MIC通話。

圖 3. MC34825的外接線控器結構

結語

飛思卡爾的MC34825接口芯片使手機的Micro-USB接口能支持所有的充電器，高速USB和UART數據連接，音頻輸入輸出，并使音樂手機以極低的成本擁有了全功能線控器。同時對充電電路提供了過壓，過流保護，大大簡化了手機接口的設計，豐富了手機的附件功能。所有這些功能被集成在了一個3×3(mm2)的QFN封裝的芯片中，外部電路只需要電源腳上的三個退耦電容，節省了面積和成本。使用Micro-USB接口配合MC34825符合手機的發展方向，無論是給消費者，給手機制造商還是給我們的環境保護都帶來了價值