数据线也有“心脏”？USB Type-C线缆中的E-Marker芯片有啥用？

我们都知道，USB Type-C接口天生就具备数据传输、充电（基于USB PD协议）和音频视频传输能力。但是，上述功能都有强弱之别，并因此衍生出了无数种规格的USB Type-C线缆。

USB Type-C功能的差异

以数据传输为例，USB Type-C可选USB2.0、USB3.0（USB3.1 Gen1，USB3.2 Gen1）、USB3.1 Gen2（USB3.2 Gen2）、USB3.2 Gen2×2（USB4 20）和USB4（雷电3/4）等多档速度标准，分别对应480Mbps、5Gbps、10Gbps、20Gbps和40Gbps。

以充电为例，USB Type-C线缆虽然都原生支持20V电压，但所支持的电流却存在3A和5A之别。同理，USB Type-C线缆的视频传输能力也是可选项目。

笔者粗略的统计了一下，按照不同功能等级搭配出来的USB Type-C线缆就有13种之多，其中仅支持3A电流不支持数据传输和视频输出的线缆成本最低，我们可以将其理解为“乞丐版”），支持雷电的线缆规格最高售价最贵，而它也是所有USB Type-C线缆中的“皇帝”。根据上表的数据，从C~M规格的线缆都有一个共性，那就是需要一颗名为“E-Marker”的芯片，那E-Marker到底是什么？

档次高低全看E-Marker

USB Type-C应该是史上最乱的线缆，为了规范它们的功能和电气性能，USB-IF设定了一个硬件门槛：1、想支持5A大电流；2、想支持USB3.0或更高的传输速度；3、想支持视频输出功能，都需要E-Marker芯片的加持。

E-Marker的全称为“Electronically Marked Cable”，我们可以将其理解为USB Type-C线缆的电子身份标签，通过这颗芯片可以读取该线缆的各种属性，包括电源传输能力、数据传输能力、视频传输能力和ID等信息。基于此，输出端（如充电头、笔记本）才能根据输出端连接的设备（如手机或显示器）调整匹配的电压/电流或音视频信号。

表2中的A、B线缆之所以不需要E-Marker，是因为它们仅需要通过3A电流，无需考虑视频输出能力，USB2.0的传输速度对线缆也没有特别的要求。而C~M规格都绕不开1~3中的至少一项，所以都需要搭配E-Marker芯片用于输入/输出端设备的识别。

需要注意的是，E-Marker芯片自身也存在档次之别。有些仅支持视频输出、有些仅支持USB 3.1 Gen1或USB3.1 Gen2、还有些仅支持5A电流传输，这类仅支持一项特殊功能的E-Marker芯片都属于较低端的存在。中高端E-Marker芯片则拥有更高的集成度，可以支持1~3中的任意2项或全部功能，而支持所有特殊功能的线缆又可以称为“全功能型”。

在线缆销售详情界面中，通常都会注明它所支持的各项功能和参数信息

但正如前文所述，数据传输速度存在5Gbps、10Gbps、20Gbps和40Gbps，视频输出也有支持单4K@60Hz以及双4K@60Hz或8K@60Hz（雷电），因此全功能型的USB Type-C线缆也有强弱之分，规格越高价格自然也就越贵。

E-Marker芯片怎么看

虽然USB Type-C线缆前后共有2个接口，一般情况下只需在其中1个接口内嵌入E-Marker芯片即可，但也有极少数线缆会在两头接口上配备2颗E-Marker芯片，双芯片的好处是能让充电器读取芯片的成功率更高，保证稳定的大功率传输，当线缆长度达到2米或者更长时性能更好。

贝尔金雷电3线缆，本图来自充电头网

E-Marker芯片未来的发展方向是更小的封装，因为它的尺寸越大会增加线缆插头部分的复杂度与成本。

该线缆的E-Marker芯片封装尺寸就有些偏大，本图来自充电头网

在过去的很长一段时间，E-Marker芯片都需要引进。好消息是，如今内地生产E-Marker芯片正在崛起，并被用在了更多品牌的USB Type-C线缆身上。其中的代表有慧能泰（Hynetek）旗下的HUSB330、HUSB332以及威海优微科技旗下的UDP300，它们都通过了USB-IF协会认证，支持最大20V/5A电力传输，HUSB332还支持雷电3 40Gbps高速数据通信。

慧能泰HUSB330 E-Marker芯片，本图来自充电头网

根据E-Marker芯片型号，我们可以在网上查找关于它的详细资料

随着第11代酷睿处理器的发布，代表着USB4标准开始正式商用。早在2020年10月中旬，易冲半导体推出了内地首颗，全球第5颗通过USB-IF USB4认证的E-Marker芯片CPS8821，对USB4技术的普及和发展具有里程碑的意义。随着E-Marker芯片国产化进程的加速，中高端USB Type-C线缆的售价也将进一步走低。

需要注意的是，E-Marker芯片只是决定USB Type-C线缆功能和性能的要素之一，想支持更高的传输速度和视频输出能力还需要搭配更好的线缆内部用料。因此，很多线缆内置的E-Marker明明支持10Gbps，但却被用在了仅支持USB2.0和5A充电的低端线缆之上。有关线缆用料的说明，我们会在后面的章节中加以详述。

如何检测E-Marker性能

一般情况下，我们通过USB Type-C线缆的外观无法透视它的功能，很多网店更是缺少在售线缆的参数信息说明。在不拆解的情况下，我们如何才能快速辨别一根线缆的实际性能呢？

ChargerLAB旗下的测试工具系列品牌POWER-Z就可以实现对USB Type-C线缆的测试分析。以POWER-Z KT001为例，该产品可以通过直插充电器或顶部的Micro USB接口供电，通过拨轮进行快充触发，并切换到“E-Mark Info Reader”模式后，再将任意USB Type-C线缆插入底部的USB Type-C接口就能通过屏幕读取E-Marker芯片记录的信息了。如果线缆内部没有E-Marker芯片，插入线缆后POWER-Z KT001屏幕内则不会显示线缆的相关信息。

笔者手头的POWER-Z KT001上市时间较早，对雷电线缆的数据部分没有定义（最高只能识别10Gbps），但最新上市的部分POWER-Z测试仪却已经可以正确读取雷电线的40Gbps性能信息了。如果你是技术控，或是想测试一下家里的USB Type-C线缆到底是什么等级，有没有被商家骗，可以考虑买一个POWER-Z测试仪亲自试试。

LG、创维、红米都在用的USB-C快充芯片你还不快来看看

前言

不知道正在看本篇文章的你，提到USB-C接口，第一时间会想到什么，或许是不分反正随意插拔的便利性，也许是第一部支持USB-C接口的乐视手机，也许是USB PD3.1高达240W的快充功率，或许是支持USB-C一线通的各种显示器。

不可否认的是USB-C接口在显示器上的应用为用户可以带来很多便利。USB-C接口可以实现视频、音频和数据传输的一体化，也就是常常提到的“一线通”使得连接显示器变得更加简单方便。用户只需通过一根USB-C线缆即可连接显示器到电脑或其他设备，省去了繁琐的线缆连接步骤。同时USB-C接口支持PD快充协议，可以在输出信号同时为笔记本电脑、平板电脑等设备快充，可谓是一举多得，极大地减少了用户桌面线缆数量。

USB-C快充芯片在显示器上应用

要实现“一线通”功能，显示器必须内置一颗快充芯片，以支持USB PD快充输出。最近，充电头网整理了一批内置USB-C快充芯片的显示器案例。内置芯片的部分参数如上图所示，而详细资料及应用案例，小编将在接下来的内容中为您介绍。

TI USB PD控制器TPS65983

TI TPS65983是一颗USB PD控制器，采用BGA封装，内置电源开关及高速多路复用器，提供供电器件、受电器件或供电-受电器件三种配置模式，支持USB电缆插头的连接状态检测，用于USB PD供电控制，是一款完整的USB PD解决方案。

TPS65983芯片还内置5V-20V/3A双向开关以及过流限制器、过压保护器、转换率控制以及硬复位等多种功能。此外，TPS65983也可用作上行数据端口 (UFP)、下行数据端口 (DFP) 或者双角色数据端口。端口数据多路复用器可实现端口与顶部或底部 D+/D– 信号对之间的USB 2.0 HS 数据传输，并且具有一个USB 2.0低速端点。TPS65983可以将边带使用 (SBU) 信号对用于辅助或交替模式的通信，如DP或雷电协议。这款芯片适合各种内置雷电3的显示器、拓展坞应用。

应用案例

LG UltraFine 27 5K显示器

LG UltraFine 5K显示器是一款内置雷电3接口的显示器，高分辨率与P3色域的加持，相当于4台2K显示器的显示内容，从而赋予其强大的竞争力，成为很多内容工作者的主力显示器。

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芯海科技USB PD控制器CS32G020K8U6

芯海科技CS32G020K8U6，是芯海科技推出的支持USB-C和PD3.0的USB-C控制器，该芯片适用于Device或电源应用的USB Type-C和USB PD控制器。集成了两路独立的Type-C CC 和USB PD功能，Load Switch Driver，USB BC1.2。同时还集成了多种手机的快充协议，以增强终端设备的充电兼容性。可应用于适配器、移动电源、车载充电、HUB、显示器等领域。可轻松一颗芯片实现双Type-C口解决方案。

芯海CS32G020内置ARM M0内核，48MHz主频，内置64K程序存储器，4KB LDROM，8K SRAM，支持宽范围的工业控制应用和高性能处理场景，提供QFN24和QFN32封装。在红米这款显示器中用于USB PD协议功能，采用QFN32以及QFN24两种封装形式。

应用案例

创维27英寸2K液晶显示器

创维这款27寸2K显示器采用三面微边框设计，外观简洁大方。显示器支持HDMI，DP和USB-C视频输出和60W充电输出，可作为传统显示器使用，也可用于一线通的笔记本电脑使用。显示器还配备了两个USB-A接口，连接键盘鼠标，配合笔记本电脑更加轻松。

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红米27寸4K液晶显示器

红米推出的这款27寸4K显示器支持两个HDMI输入，一个DP输入，还支持USB-C视频输入和充电输出，不仅可以用于连接台式机办公使用，也可以直接连接笔记本，显示器还具有USB-A接口，能够扩展笔记本USB-A接口，可用于数据传输及连接外设，使用非常方便。

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充电头网总结

充电头网了解到，内置USB-C快充芯片的显示器正逐渐成为用户的首选，这些芯片为用户提供“一线通”功能，有效降低用户桌面线缆数量，拓展了显示器的使用场景。但这些芯片的应用不仅局限于显示器，还可以拓展到其他领域中。比如在当下火热的新能源汽车领域，各种智能化车机娱乐系统非常受消费者欢迎，而为内置车机系统加入USB-C快充芯片以为乘客提供便捷的充电服务，同时实现与车载系统的数据传输和互动，为用户带来更加流畅和清晰的影音体验。

另外，文中提到的USB PD控制器芯片TI TPS65983不仅支持PD快充协议以及多种保护功能，还支持多种数据端口，可用作雷电3辅助数据传输。而另一个芯海科技CS32G020K8U6则在PD协议基础上增加QC、SCP、FCP、AFC等主流快充协议支持，使用范围更广。不难发现，这两款芯片除显示器外还适合移动电源、户外电源、拓展坞等产品应用。

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