LDR6023B USB PD 控制芯片開發(fā)任天堂Switch底座設計方案

任天堂的 Switch 游戲機自從 2017 年發(fā)布至今，銷量直奔一億臺，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)布時不看好其前景的指標黨大跌眼鏡。確實，在早已進入 4k 游戲的時代，任天堂憑借一臺 720p 的游戲機重回巔峰，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。有了這個小巧而強大的接口，switch 能夠在掌機和主機形態(tài)隨意切換。在年輕一代已經習慣了移動互聯(lián)網(wǎng)的時代，這一特性的確是太有吸引力了。而為了實現(xiàn)掌機轉主機，switch 還需要一個轉接底座。原裝的 Switch 轉接底座實在是太大了，以至于限制了便攜性。于是，很多第三方配件廠商都試圖設計一款更加便捷易用的 switch 轉接底座。但是，大家很快就發(fā)現(xiàn)，任天堂 switch 轉接底座才有了私有協(xié)議，通用轉接器，例如Macbook 轉接器，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 游戲機轉接底座，其實在游戲機正式發(fā)售之后四個月就面試了，在美國 Kickstarter 上首發(fā)。這是一款名為 CFORCE 的便攜式 USB TYPE-C 轉接器，只有信用*大小，比起任天堂官方的“大磚頭”轉接器，便攜性提升很大。

CFORCE這款 CF001 產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。

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

似乎是這顆芯片起到 了關鍵作用，讓任天堂 switch 游戲機進入了視頻輸出模式。為此，我們找到了這顆芯片的設計資料，并把任天堂 Switch 游戲機轉接底座的方案公布出來。

LDR6023B SSOP16 是樂得瑞科技針對 USB Type-C 標準中的 Bridge 設備而開發(fā)的雙 USB-C DRP 接口 USB PD 通信芯片。具備 Power Negotiation 數(shù)據(jù)包透傳功能，切換 Data Role 功能，以及通 過 VDM 協(xié)商讓智能設備進入ALT MODE 輸出 DP 信號的功能,特別適用于 USB TYPE-C Docking 及 USB TYPE-C 接口顯示器的應用。LDR6023B 還針對 Switch 游戲機的 USB PD 通信協(xié)議中，與標準 DP ALTMODE 不同部分進行了兼容性設計，可以很好的配合該游戲機的視頻輸出模式開啟。

這顆芯片，不僅僅能夠實現(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，通過 usb pd 通信協(xié)議溝通，進入了輸出視頻的模式，LDR6023B 的 pin10，ALT_LED 信號就會輸出高電平，點亮 LED 指示燈。為了方便一些底座通過按鍵來控制 switch 不要進入 Altmode，該芯片還有個神奇的 VS pin，這個 pin可以接一個到地的按鍵，每按一次，就會在進入 Altmode 和不進入 Altmode 之間進行切換。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。簡直是太貼心了。這款芯片同樣有著非常簡潔的應用電路。

LDR6023B原理圖.png (492.26 KB )

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