面向USB Type-C™和Power Delivery的STM32 解决方案
部署USB Type-C™和Power Delivery技术需要不同领域的专业知识，如连接、电源管理、数据通信和验证。
STM32微控制器可简化USB PD技术在嵌入式系统中的部署，使其能够支持最新用例。我们最新的STM32 MCU系列，如STM32G0、STM32G4、STM32L5和STM32U5系列具有经过认证的内置USB PD控制器(UCPD)，该控制器与TCPP0x系列的配套Type-C端口保护设备兼容，可进一步增强设计安全性。
结合中间件、配置和调试工具以及硬件开发平台，意法半导体的生态系统可帮助开发人员部署USB-C PD技术，同时确保高度灵活性。
为何在嵌入式系统中使用USB Type-C和Power Delivery技术
UUSB-C是嵌入式系统中的首选通信接口。它还为电池供电的电子设备提供5V电源。双面可插的USB Type-C连接器更易使用并已广泛普及，当中提供了多种不同的特性，供您在设计中加以利用。
采用双重功能技术，可实现更高的互操作性
电力和USB数据传输不再是单向。根据用例，您可以定义和更改电力角色，即从受电端变为供电端（从消耗电力变为提供电力）和/或定义和更改USB数据角色，及从设备到主机，反之亦然。USB PD协议控制电力和数据角色互换管理。
功率更强大
USB PD协议可提高至240W，以便更快地为您的便携式设备充电，或以更高的电压（5到48V）轻松地为您的应用供电。此举可简化设计，因为外部兼容型USB PD充电器可应对电源转换器的复杂性和相关成本。
协议更丰富
USB PD协议支持激活交替模式(AM)。典型应用（如USB Type-C到视频电子狗）使用AM来传输专用信号，如DisplayPort、HDMI和USB Thunderbolt。
保护更周全
USB PD协议可执行USB Type-C验证，从而确保所识别设备的品牌保护、安全连接和安全充电。
USB Type-C和Power Delivery的主要要求和典型应用场景概述如下：
进一步了解USB Type-C和Power Delivery 解决方案
架构
除了能够管理应用的传统功能以外，STM32还带来了两种不同的实施方案，以便您：
- 控制USB-C连接器的CC线路（配置和通信通道），与USB Type-C设备连接是会使用CC线路
- carry the USB power delivery protocol messages
具体实现方式取决于您为设计选择的STM32，可能为带有内置USB-C和PD控制器(UCPD)的STM32 MCU，或将STM32 MCU作为Type-C 端口管理器(TCPM)，并带有外置PD控制器(TCPC)。
此硬件外设(UCPD)及其相关PD中间件堆栈使您可以为受电、供电或双重功能实施USB Type-C连接，而无需使用外部PD控制器。
配套Type-C端口保护（TCPP系列）可使您的设计免受Vbus和CC线路上的ESD放电和高压浪涌影响。这种高压设备集成了栅极驱动器，可驱动电源路径上的负载开关。
- TCPP01-M12专为受电应用而优化。
- TCPP02-M18面向供电应用
- And TCPP03-M20面向双重功能电源应用(DRP/DRD)
您可以使用X-CUBE-TCPP扩展软件包来简化您的开发。
具有内置UCPD控制器的主要产品
| MCU系列 | CPU | UCPD接口 | 受电 | 供电 | 双重功能电源 | USB数据接口 | 双重功能数据 |
| STM32G0x1* | Cortex-M0+ | 2 | 1xUSB2.0 FS 设备+主机 | ||||
| STM32G4 | Cortex-M4 | 1 | 1xUSB2.0 FS 仅设备 | ||||
| STM32L5 | Cortex-M33+ | 1 | 1xUSB2.0 FS 仅设备 | ||||
| STM32U5 | Cortex-M33+ | 1 | USB2.0 FS 设备+主机 |
*可选STM32G071xx、STM32G081xx、STM32G0B1xx、STM32G0C1xx
生态系统
利用我们的生态系统让部署变得快速轻松
从头开始设计USB Type-C总会遇到困难。意法半导体提供了一个包含软件，硬件和设计工具的完整生态系统，可从构思到最终产品的整个设计过程为您提供帮助。
通过STM32 Nucleo USB Type-C扩展板来开始制作您的原型
STM32 USB Type-C Nucleo扩展板专为非专家型开发人员而设计，以便使用STM32 UCPD控制器和配套TCPP设备来快速轻松地部署基本应用。
该材料随附X-CUBE-TCPP扩展软件，以便评估受电、供电或双重功能应用。
借助STM32Cube USB Type-C软件生态系统来开发您的应用
- 借助STM32CubeMX
- 选择和配置您的STM32 UCPD控制器
- 选择STM32资源和外设
- 激活UCPD外设并定义USB Type-C功能
- 定义UCPD中间件设置
- 配置USB数据外设和驱动器
- 生成代码
- 借助STM32Cube MCU封装
- 缩短开发时间，包括：
- USB PD中间件库
- Billboard USB驱动器、FreeRTOS、Azure® RTOS ThreadX
- HAL、底层API CMSIS
- 在意法半导体板上运行的示例 STM32CubeG0 STM32CubeG4 STM32CubeL5 STM32CubeU5
- 重新使用来自实际用例的演示固件：
- X-CUBE-TCPP，用于借助STM32 UCPD MCU和配套TCPP来实现受电、供电或双重功能
- X-CUBE-USB-PD是我们面向多端口的传统解决方案：
- 用于在任意STM32 MCU上实现Type-C端口管理器(TCPM)
- 用于通过第三方来控制Type-C端口控制器(TCPC)芯片
通过STM32调试软件和硬件工具来监控您的设计
- STM32CubeMonUCPD，面向USB Type-C应用的免费软件监控和配置工具：
- 支持USB Type-C 1.2和USB PD 2.0/3.1
- 用于PD设置、VDM、SOP、供电、受电的端口配置窗格
- 用于VBUS和IBUS监控、远程端口功能、消息选择器和实时跟踪的端口通信窗格
- STM32G071B-DISCO，USB Type-C和PD嗅探器：
- 显示任意主机的USB Type-C电力和特色功能
- USB嗅探器、USB PD数据包和显示VBUS电压、IBUS电流
- 使用STM32CubeMonitor UCPD调试、配置和注入USB PD3.1包
硬件工具与参考设计
| STM32F0 | STM32G0 | STM32G4 | STM32L5 | STM32U5 | |
| USB Type-C至 DisplayPort适配器 | STEVAL-USBC2DP | ||||
| TCPM/TCPC | ON-FUSB3-STM32 （采用第三方TCPC） | ||||
| AC/DC USB PD 电源适配器 | STEVAL-USBPD45C (45W) | STEVAL-USBPD27S （27W / PPS就绪） STEVAL-2STPD01 (2 x 60W) | |||
| USB Type-C 探索套件 | STM32G071B-DISCO （USB-C嗅探器/分析仪） | B-G474E-DPOW1 1端口DRP | STM32L562E-DK 1端口SNK | B-U585I-IOT02A 1端口DRP | |
| 评估板 | STM32G0C1E-EV 1端口45W DRP 1端口sink | STM32G474E-EVAL 具有1端口DRP | STM32L552E-EV 1端口SNK | STM32U575I-EV 1端口DRP | |
| Nucleo板 Nucleo扩展板 | P-NUCLEO-USB002 1端口DRP，带STM32F072RBT6 + STUSB1602 | X-NUCLEO-SNK1M1 X-NUCLEO-DRP1M1 X-NUCLEO-SRC1M1 | X-NUCLEO-SNK1M1 X-NUCLEO-DRP1M1 X-NUCLEO-SRC1M1 | NUCLEO-L552ZE-Q 1端口SNK | NUCLEO-U575ZI-Q 1端口SNK |
Videos
USB type-C和STM32G0生态系统入门 (05:30)
本宣传视频展示了基于具有UCPD IP的STM32G0 MCU的USB-C Power Delivery生态系统。
如何使用STM32CubeIDE来创建STM32G0 USB-PD设备 (22:00)