如何設(shè)計(jì)支持任天堂SWITCH游戲機(jī)的轉(zhuǎn)接底座
充電頭網(wǎng)在此前的文章中為大家分享了《如何讓手機(jī)的USB Type-C接口邊充電邊聽歌》以及《如何設(shè)計(jì)USB Type-C接口的顯示器和電視機(jī)》，本期繼續(xù)為大家分享《如何設(shè)計(jì)支持任天堂SWITCH游戲機(jī)的轉(zhuǎn)接底座》。
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，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)接底座采用了私有協(xié)議，通用轉(zhuǎn)接器，例如Mac Book轉(zhuǎn)接器，根本無法使得任天堂SWITCH放出視頻，只能充電。
圖1 SWITCH游戲機(jī)以720p的畫質(zhì)讓任天堂重回巔峰
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)月就面市了，在美國Kickstarter上首發(fā)。這是一款名為CFORCE的便攜式USB Type-C轉(zhuǎn)接器，只有信用卡大小，比起任天堂官方的“大磚頭”轉(zhuǎn)接器，便攜性提升很大。
圖2 CFORCE CF001
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SWITCH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LDR6023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。
圖3 任天堂SWITCH轉(zhuǎn)接底座控制芯片LDR6023B
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DP Alt mode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信號就會輸出高電平，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Alt mode，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，就會在進(jìn)入Alt mode和不進(jìn)入Alt mode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。簡直是太貼心了。這款芯片同樣有著非常簡潔的應(yīng)用電路。
圖4 任天堂轉(zhuǎn)接底座PD通信協(xié)議控制芯片LDR6023B參考應(yīng)用電路
通過圖中的應(yīng)用電路我們可以看到，只需要把LDR6023B的CC跟任天堂游戲機(jī)對接起來，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DisplayPort格式的視頻信號，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。
