USC Type C zu USB Controller

Hallo,
ich habe jetzt eine ähnliche Entscheidung.

USB-C Buchse, daran dann ein MUX für USB3 und dadran dann ein FT600.
USB2 geht von der Buchse auf einen USB-HUB und davon ebenfalls zum FT600 
und auch zu einem FT2232H.

Dazu habe ich Fragen:

1. Bisher habe ich die USB2 Adern an der USB-C Buchse einfach verbunden. 
Sollte ich lieber auch für USB2 einen MUX verwenden?

2. Bei einigen MUXes wird extern ein CC-Controller vorgeschlagen. Der 
MUX hier http://www.ti.com/lit/ds/symlink/hd3ss3212.pdf Seite 15 würde 
mir gefallen. Aber kann ich den CC-Controller auch ersetzen und 
stattdessen die beiden CC Pins mit einem Komparator oder so auswerten 
und dann den MUX bedienen?

3. Gibt es andere Gründe, wieso ich einen CC-Controller verwenden 
sollte?

4. Wie ich hier Beitrag "Re: USB 2.0 Datenleitungen in USB 3.0 unabhängig nutzen FT601" 
geschrieben hatte kann man wohl den FT600 auch ohne USB2 betreiben. Gibt 
es trotzdem Gründe den FT600 mit USB2 zu verbinden?

5. Ich tendiere zu dem http://www.ti.com/lit/ds/symlink/hd3ss3220.pdf , 
habt ihr andere Empfehlungen?

6. Ist ein MUX mit Redriver sinnvoll? Ich habe davon keine Ahnung und 
werde mir das Signal auch nicht mit dem Oszi angucken können. Was ist 
denn "üblich" bei USB-C Geräten die ganz normal mit einem normal langen 
USB-C Kabel mit einem PC verbunden werden? Auf der Platine sind alle 
USB-Leitungen weniger als sagen wir 2 cm lang.

Vielen Dank!

ESD Schutz werde ich einbauen, vier Stück davon 
http://www.ti.com/product/TPD4EUSB30 aber dann gibt es ja noch die 
common-mode-filter. 
https://powerpulse.net/common-mode-filters-with-integrated-esd-protection-for-super-speed-usb

Braucht man sowas? Ist das üblich dass das auch eingebaut wird? Fällt 
vermutlich in die gleich Kategorie wie ein Redriver.

So, jetzt habe ich tatsächlich den hier 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/hd3ss6126.pdf gefunden. Das ist ein 
USB3 und USB2 MUX in einem IC.

Bleiben noch die anderen Fragen von oben. Das mit den CC Controllern 
habe ich noch nicht ganz verstanden. Um den MUX zu schalten brauche ich 
ja ein Signal. Das kann ich irgendwie aus den Spannungen der CC Pins 
erzeugen (auch ohne CC Controller). Wozu ist dann so ein CC Controller 
gut? Hier ist einer: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb320.pdf
Dient das "nur" für die Spannungsversorgung? Weil dann könnte ich den 
auch weglassen, ich versorge bisher auch über USB-C ohne einen solchen 
Controller (habe eben selbst die Widerstände an den CC Pins). Um den MUX 
zu schalten würde ich die Spannungen an den CC Pins mit einem Komparator 
auswerten.

Ist das OK oder würdet ihr einen CC Controller verwenden? Und wie würdet 
ihr das Signal für den MUX erzeugen? Gibt es CC Controller die das auch 
gleich ausgeben?

Son CC kann die höheren PowerDelivery Werte per Protokoll aushandeln.
Wenn du nur 5V 500mA willst dann reicht der Spannungsteiler.

OK, verstanden. Derzeit habe ich an den CCs die 5.1 kOhm Widerstände 
nach Masse dran und bekomme mehr als 500 mA ohne CC Controller. Gibt es 
trotzdem einen Grund für diesen Controller? Und wie schalte ich den MUX, 
gibt es CC Controller mit einem Ausgang für den MUX?

Ja, gibt z. B. den http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb321.pdf mit 
einem Logikausgang für den MUX.

Ne, so ist das eben nicht wenn man sich die Produkte anguckt. 
Viele/einige CC Controller haben keinen Ausgang um einen MUX zu 
schalten.
Der hier http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb320.pdf hat im Gegensatz 
zum http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb321.pdf keinen DIR Ausgang. 
Also primär scheinen die für die Spannungsversorgung da zu sein und 
manche Modelle können dann auch einen MUX schalten.

Andererseite kann man auch ohne einen solchen Controller den MUX 
schalten und Strom anfordern. Hier 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00001914B.pdf auf Seite 4 
ist gezeigt wie das geht. Ich könnte mir also den CC Controller sparen 
und muss dafür selber beide Rd und den Komparator verbauen.

Aber egal, ich habe mich schon für eine Kombinaltion aus TUSB321 und 
HD3SS6126 entschieden. Der ist zwar von 2013 und abgehangen, aber 
verfügbar und sollte passen.

ESD Dioden werde ich auch hinsetzen. Auf Redriver verzichte ich. Hinter 
den MUX kommt ins USB2 ein HUB CY7C65632 und daran dann FT2232H und 
FT600.

Aber noch eine Frage zu so einem MUX:
Bei einem MUX haben die Pins Namen die mit P oder N die Polarität 
angeben. Muss ich das beachten? Ich meine, das sind ja differentielle 
Signale, da schwingen beide um das gleiche DC Niveau herum, für den MUX 
IC sollte das egal sein welches ich wo anschließe.

Es gibt hier kein unlösbares Problem. Und ich hatte gefragt und dann 
noch viel gelesen und weiß jetzt etwas mehr.
Im Grunde geht es mir aber darum was ein Profi machen würde. Bei der 
Situation, Platine mit FT600 und USB2 soll über ein USB-C Kabel 
angeschlossen werden.
Würde ein Profi da einen Redriver verwenden?
Würde er für USB2 einen MUX verwenden oder die Pins direkt verbinden?
Würde er ESD Dioden verbauen obwohl da keiner die Leiterbahnen anfassen 
kann (die sind ja innen in der USB-C Buchse)?
Würde er einen CC Controller verwenden oder das ohne diesen lösen?

Ich kann das jetzt alles so bauen wie es mir am sinnvollsten erscheint. 
Aber als Laie bin ich mir da eben unsicher. Würde ich die 
Schaltung/Hardware dann hier im Fourm zeigen hagelt es wie immer Kritik. 
Keine Dioden, kein Redriver, ... solche Kritik kommt hier regelmäßig 
auch wenn die Hardware problemlos funktioniert. Daher wüsste ich gerne 
vorher von einem Profi wie das richtig gemacht wurde.
Ja ich könnte mich an Appnotes halten, aber die unterscheiden sie sehr. 
Da finde ich quasi alle Kombinationen aus dem was ich oben gefragt habe. 
Ich kann jetzt auch daraus schließen, dass vieles davon wohl eher egal 
ist, bin mir aber nicht sicher.

So, die Frage zu der Polarität bleibt. Wenn ich in das Datenblatt hier 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb321.pdf Seite 14 Figure 4 gucke, 
dann wird da mal ein P mit einem N verbunden und mal ein P mit einem P. 
So wie ich das verstehe bei differentiellen Signalen sollte das also 
egal sein. Stimmt das?

Edit:
Wenn ich die tauschen darf wie im Datenblatt, dann würde ich das so 
verbinden weil es sich am einfachsten routen lässt. Wie im Datenblatt 
sind also bei zwei differentielle Päärchen P und N getauscht.
Bildchen im Anhang. Ja, die Cs kommen auch noch rein.

Gustl B. schrieb:
> OK, verstanden. Derzeit habe ich an den CCs die 5.1 kOhm Widerstände
> nach Masse dran und bekomme mehr als 500 mA ohne CC Controller.

Naja zwischen "anmelden" und dann doch mehr ziehen besteht ja 
bekanntlich ein Unterschied.
Bei den CC Controllern musste aufpassen, dass du einen mit ordentlich 
Doku bekommst.
Da gibts desöfteren sowas wie "hier hast du ein BLOB und ein Header, 
viel Spaß".
In die Falle ist auch Dave vom EEVblog getappt.

Msd schrieb:
> Der CC-Controller schalten deinen Muxer! Er erkennt was auf CC los ist,
> also die Steckrichtung des Steckers und schaltet entsprechend den Muxer.

Was auch ohne geht, denn nur einer der CC Pins wird dann als 
Spannungsteiler fungieren.
Also Komparator dran und gut ist.

Gut, der TUSB321 geht ganz ohne I2C oder so, daher wollte ich den 
verwenden. Ich will da eigentlich nicht viel aushandeln oder so, sondern 
nur Strom. Eigentlich müsste es reichen zwei passende Widerstände an die 
CC Pins zu hängen. Das habe ich bisher so gemacht und das funktioniert. 
Aber jetzt mit USB3 will ich eben auch noch einen MUX schalten. Und da 
sieht mir die Lösung mit einem kleinen CC Controller recht einfach und 
elegant aus.

2€ für das Ding, also dafür wär ich zu geizig wenn das auch mit einem 
LM339 geht ;)

Mit anderen CC Pulldowns gehen übrigens auch 900mA/1,5A und 3A laut 
Spec.
Aber dann biste im Sumpf angekommen was welcher USB-C Anschluss jetz 
kann.

Msd schrieb:
> Geht auch schlecht weil man nicht
> weiß wie gut dein Layout aussehen wird usw usw usw.

Stimmt.

Msd schrieb:
> Er würde sie direkt verbinden, denn die USB 2.0 Signale im USB-C Stecker
> sind steckrichtungunabhängig.

Wie meinen? Also das sind 4 Leitungen für USB2, also zwei Päärchen. Je 
nach Steckrichtung wird nur eines dieser Päärchen verbunden. Wenn ich 
die ohne MUX verbinde, also A6 mit B6 und A7 mit B7, dann habe ich eben 
kurze Wire Stubs durch den jeweils ungenutzten Teil. Dass es auch ohne 
MUX funktioniert ist mir klar, habe ich schon gemacht. Aber ohne MUX 
habe ich das immer als Pfusch angesehen weil manche Datenblätter auch 
für USB2 einen MUX verwenden. Andere aber wiederrum nicht. Deiner 
Meinung nach ist das also kein Pfusch?

Msd schrieb:
> Drauf damit. Du kannst doch an die Kontakte des Steckers fassen? System
> ist doch steckbar? Ein Profi würde da auf Nummer sicher gehen.

Sind eingeplant. Naja, in einen USB-C Stecker reinfassen geht eigentlich 
nicht. Man kann also nur aussen den Schirm berühren. Ja, wird gesteckt.

Msd schrieb:
> Kommt drauf an ob auch VBUS entsprechend Device/Host geschaltet werden
> muss. Spielt Geld bei dir eine Rolle?
>
> Ich weiß nicht warum du dich auf den "Profi" beziehst. Ein Profi baut
> normalerweise Produkte und da hinter steht ein Kunde der kein Geld
> bezahlen will. Ist das bei dir auch so?

Ne, ich mache das als Hobbyprojekt weil ich lernen will. Ich habe keine 
konkrete Anwendung im Kopf. Auf die Platine kommt noch ein FPGA und RAM. 
Ist eben damit ich auch mal USB3 und USB-C "richtig" gemacht habe. 
Deshalb will ich hier eigentlich keine "funktioniert für mich" Lösung, 
sondern etwas wie man das auch draussen in der Industrie bauen würde.

Msd schrieb:
> Ein Profi wählt einen IC nach den gewünschten Funktionen und baut dann
> die Empfehlungen des Herstellers nach. Sollte er dabei auf Konflikte mit
> seiner Erfahrung oder z.B. mit Angaben zu anderen Herstellern stoßen, so
> kontaktiert er den Hersteller.

OK, also beachte ich die Appnotes und Datenblätter zu den verwendeten 
Bausteinen und "ignoriere" den Rest solange keine krassen Konflikte 
auftauchen.

Msd schrieb:
> Ein Profi würde hier den Hersteller kontaktieren. Meine ich ernst.
> Leider besteht ein Großteil der Entwickler-Tätigkeiten darin sich
> abzusichern und bei späteren Argumentationen die Joker-Karte zu zeigen
> auf der steht "Ich habe nach besten Wissen und Gewissen gehandelt.

Ja das ist witzig. Aber genau so Punkte wie ob P und N vertauscht werden 
dürfen finden sich gar nicht so irre selten in Datenblättern. Ich meine, 
ich sehe oft, dass in Datenblättern etwas gemacht wird, aber ohne 
Erklärung ob das allgemein gilt und so. Meine bisherige Strategie war zu 
suchen ob ich noch mehr von dem finde. Ich werde also auch hier noch 
etwas suchen das meine Vermutung bestätigt oder widerlegt.

Jedenfalls habe ich jetzt 4 solche ESD Dioden Array eingeplant mit je 4 
Anschlüssen. Wenn ich aber die beiden USB2 direkt verbinde (und das 
keinen Pfusch darstellt) und die beiden SBU weglasse (brauche ich nicht) 
... dann genügen mir 3 dieser ESD ICs. Dann brauche ich auch keinen MUX 
für USB2 sondern kann mit einem nur für USB3 auskommen. Aber der 
"Profihaftigkeit" wegen werde ich einen CC Controller verbauen.

Übrigens vielen Dank für die ausführliche Antwort!

@ Mw E.:
Ich verwende derzeit keinen CC Controller sondern nur zwei 5.1 kOhm 
Widerstände und bekomme deutlich mehr als 500 mA. Was maximal geht habe 
ich noch nicht gemessen.

Wenn ich es richtig verstanden habe ist es so:
Der UFP hat die beiden R_down 5.1 kOhm Widerstände nach Masse.
Der DFP hat variable Widerstände(?) als Pullup.
Das bildet einen Spannungsteiler, und zwar zwischen den beiden 
Widerständen kann man jetzt am UFP die Spannung messen und dadurch 
rausbekommen welchen Pullup der DFP verwendet. Und je nach dieser 
gemessenen Spannung weiß man als UFP wie groß der Strom ist, den der DFP 
maximal liefern kann.
Wenn ich jetzt aber nur die beiden Pulldowns im UFP verbaue, aber die 
Spannung am Spannungsteiler NICHT messe, dann bekomme ich eben einfach 
maximal das was mir der DFP liefern kann. Klar, ich habe nicht gemessen 
und es könnte sein, dass ich mehr ziehn will, als dieser liefern kann, 
aber das ist dann eben so. Wenn ich messen würde könnte ich auch nur 
sehen, dass der DFP zu wenig liefern kann. Mehr als "das Gerät 
funktioniert nicht" wird nicht passieren?! Wobei, die Spannung wird 
einbrechen.

Haben die CC Pins darüber hinaus, also ausser als Verbindung zwischen 
Pullup und Pulldown, noch eine Bedeutung? Wird darüber ein Protokoll 
gesprochen das irgendetwas aushandelt? Ich konnte da bisher nichts 
finden.

Edit:
Hach! http://www.ti.com/lit/ds/symlink/hd3ss3220.pdf Seite 28 oder 
Anhang. Warum kann das nicht jeder immer so schön dazuschreiben?

Moin,
ich will jetzt zusätzlich zu dem einen UFP Port mit USB3 auch einen DFP 
verbauen. Auch wieder eine USB-C Buchse, aber nicht für USB, sondern nur 
für schnelle IOs. Ich möchte darüber HDMI machen und das vielleicht auch 
als Eingang verwenden. Jedenfalls will ich da angeschlossene Geräte auch 
mit Strom versorgen und die Steckrichtung erkennen. Ein CC Controller 
wie der TUSB321 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb321.pdf Seite 14 
können das.

Aber statt VBUS einfach mit den 5V zu verbinden möchte ich kontrollieren 
können wie viel Strom da abgegeben wird und den auch schalten. Ich suche 
also einen USB VBUS Switch. Die gibt es auch, z. B. 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps2543.pdf , aber das sind recht 
große ICs und die haben viele Features die ich nicht benötige.

Habt ihr Vorschläge für einen sehr einfachen kleinen USB VBUS Switch? 
Der soll nur den Strom überwachen, schalten und dann noch warnen wenn zu 
viel gezogen wird. Da ich kein echtes USB2/3 an diesem Port mache 
benötige ich keinen Switch der die USB2 Datenleitungen verwendet.

Vielen Dank!

Edit:
Ha, Bäm! Wenn man bei der Suche einfach nicht nach USB sucht, sondern 
nach current limit Switch wird man fündig.
https://www.mouser.de/datasheet/2/277/mp5016_r1.1-1384345.pdf

Msd schrieb:
> Ich sehe das nicht als Pfusch.

Vielen Dank! Dann teile ich ab jetzt deine Ansicht. So wie im Anhang 
sieht das bei mir aus, die Stubs sind also sehr kurz. Wobei die 
natürlich auch in der Buchse noch weitergehen.