LDR6023B USB PD 控制芯片開發(fā)任天堂Switch底座設(shè)計(jì)方案

任天堂的 Switch 游戲機(jī)自從 2017 年發(fā)布至今，銷量直奔一億臺(tái)，沒什么意外的話，將超過 PS4 的銷售記錄。這讓一些在 switch 剛發(fā)布時(shí)不看好其前景的指標(biāo)黨大跌眼鏡。確實(shí)，在早已進(jìn)入 4k 游戲的時(shí)代，任天堂憑借一臺(tái) 720p 的游戲機(jī)重回巔峰，讓不少人感到意外。這除了歸功于任天堂專注于游戲本身而不是硬件的正確戰(zhàn)略外，USB TYPE-C 接口也功不可沒。有了這個(gè)小巧而強(qiáng)大的接口，switch 能夠在掌機(jī)和主機(jī)形態(tài)隨意切換。在年輕一代已經(jīng)習(xí)慣了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，這一特性的確是太有吸引力了。而為了實(shí)現(xiàn)掌機(jī)轉(zhuǎn)主機(jī)，switch 還需要一個(gè)轉(zhuǎn)接底座。原裝的 Switch 轉(zhuǎn)接底座實(shí)在是太大了，以至于限制了便攜性。于是，很多第三方配件廠商都試圖設(shè)計(jì)一款更加便捷易用的 switch 轉(zhuǎn)接底座。但是，大家很快就發(fā)現(xiàn)，任天堂 switch 轉(zhuǎn)接底座才有了私有協(xié)議，通用轉(zhuǎn)接器，例如Macbook 轉(zhuǎn)接器，根本無法使得任天堂 switch 放出視頻，只能充電。

世界上首款第三方任天堂 switch 游戲機(jī)轉(zhuǎn)接底座，其實(shí)在游戲機(jī)正式發(fā)售之后四個(gè)月就面試了，在美國(guó) Kickstarter 上首發(fā)。這是一款名為 CFORCE 的便攜式 USB TYPE-C 轉(zhuǎn)接器，只有信用*大小，比起任天堂官方的“大磚頭”轉(zhuǎn)接器，便攜性提升很大。

CFORCE這款 CF001 產(chǎn)品剛出來就在全球受到了瘋搶，隨后也有大批第三方 swith 配件廠商跟進(jìn)。

那么這類支持任天堂 Switch 游戲機(jī)的轉(zhuǎn)接器是如何實(shí)現(xiàn)的呢？里面的關(guān)鍵元器件又是什么呢？我們從亞馬遜購(gòu)買了多款支持任天堂 switch 游戲機(jī)的轉(zhuǎn)接底座，進(jìn)行拆解后，發(fā)現(xiàn)都有一個(gè)共同的特征，內(nèi)置了一顆名為 LDR6023B 的 USB PD 控制芯片。

似乎是這顆芯片起到 了關(guān)鍵作用，讓任天堂 switch 游戲機(jī)進(jìn)入了視頻輸出模式。為此，我們找到了這顆芯片的設(shè)計(jì)資料，并把任天堂 Switch 游戲機(jī)轉(zhuǎn)接底座的方案公布出來。

LDR6023B SSOP16 是樂得瑞科技針對(duì) USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)中的 Bridge 設(shè)備而開發(fā)的雙 USB-C DRP 接口 USB PD 通信芯片。具備 Power Negotiation 數(shù)據(jù)包透?jìng)鞴δ?，切換 Data Role 功能，以及通 過 VDM 協(xié)商讓智能設(shè)備進(jìn)入ALT MODE 輸出 DP 信號(hào)的功能,特別適用于 USB TYPE-C Docking 及 USB TYPE-C 接口顯示器的應(yīng)用。LDR6023B 還針對(duì) Switch 游戲機(jī)的 USB PD 通信協(xié)議中，與標(biāo)準(zhǔn) DP ALTMODE 不同部分進(jìn)行了兼容性設(shè)計(jì)，可以很好的配合該游戲機(jī)的視頻輸出模式開啟。

這顆芯片，不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)讓任天堂 switch 輸出視頻，還具有跟原裝底座一樣的 DPAltmode 指示燈。即一旦 switch 游戲機(jī)，通過 usb pd 通信協(xié)議溝通，進(jìn)入了輸出視頻的模式，LDR6023B 的 pin10，ALT_LED 信號(hào)就會(huì)輸出高電平，點(diǎn)亮 LED 指示燈。為了方便一些底座通過按鍵來控制 switch 不要進(jìn)入 Altmode，該芯片還有個(gè)神奇的 VS pin，這個(gè) pin可以接一個(gè)到地的按鍵，每按一次，就會(huì)在進(jìn)入 Altmode 和不進(jìn)入 Altmode 之間進(jìn)行切換。方便用戶自由控制是把視頻輸出到電視，還是把畫面保留在 switch 屏幕上，底座僅僅提供充電功能。簡(jiǎn)直是太貼心了。這款芯片同樣有著非常簡(jiǎn)潔的應(yīng)用電路。

LDR6023B原理圖.png (492.26 KB )

通過圖中的應(yīng)用電路我們可以看到，只需要把 LDR6023 的 CC 跟任天堂游戲機(jī)對(duì)接起來，就可以通過 USB PD 協(xié)議，讓 Switch 在進(jìn)行 15V 充電的同時(shí)，輸出 1080P 的畫面。從游戲機(jī)輸出的是 Display Port 格式的視頻信號(hào)，如果需要讓轉(zhuǎn)接器具有 HDMI 接口，則還需要再增加一顆 dp 轉(zhuǎn) hdmi 芯片。