LDR6023B USB PD 控制芯片开发任天堂Switch底座设计方案

任天堂的 Switch 游戏机自从 2017 年发布至今，销量直奔一亿台，没什么意外的话，将超过 PS4 的销售记录。这让一些在 switch 刚发布时不看好其前景的指标党大跌眼镜。确实，在早已进入 4k 游戏的时代，任天堂凭借一台 720p 的游戏机重回巅峰，让不少人感到意外。这除了归功于任天堂专注于游戏本身而不是硬件的正确战略外，USB TYPE-C 接口也功不可没。有了这个小巧而强大的接口，switch 能够在掌机和主机形态随意切换。在年轻一代已经习惯了移动互联网的时代，这一特性的确是太有吸引力了。而为了实现掌机转主机，switch 还需要一个转接底座。原装的 Switch 转接底座实在是太大了，以至于限制了便携性。于是，很多第三方配件厂商都试图设计一款更加便捷易用的 switch 转接底座。但是，大家很快就发现，任天堂 switch 转接底座才有了私有协议，通用转接器，例如Macbook 转接器，根本无法使得任天堂 switch 放出视频，只能充电。

世界上首款第三方任天堂 switch 游戏机转接底座，其实在游戏机正式发售之后四个月就面试了，在美国 Kickstarter 上首发。这是一款名为 CFORCE 的便携式 USB TYPE-C 转接器，只有信用*大小，比起任天堂官方的“大砖头”转接器，便携性提升很大。

CFORCE这款 CF001 产品刚出来就在全球受到了疯抢，随后也有大批第三方 swith 配件厂商跟进。

那么这类支持任天堂 Switch 游戏机的转接器是如何实现的呢？里面的关键元器件又是什么呢？我们从亚马逊购买了多款支持任天堂 switch 游戏机的转接底座，进行拆解后，发现都有一个共同的特征，内置了一颗名为 LDR6023B 的 USB PD 控制芯片。
 

似乎是这颗芯片起到 了关键作用，让任天堂 switch 游戏机进入了视频输出模式。为此，我们找到了这颗芯片的设计资料，并把任天堂 Switch 游戏机转接底座的方案公布出来。
 

LDR6023B SSOP16 是乐得瑞科技针对 USB Type-C 标准中的 Bridge 设备而开发的双 USB-C DRP 接口 USB PD 通信芯片。具备 Power Negotiation 数据包透传功能，切换 Data Role 功能，以及通 过 VDM 协商让智能设备进入ALT MODE 输出 DP 信号的功能,特别适用于 USB TYPE-C Docking 及 USB TYPE-C 接口显示器的应用。LDR6023B 还针对 Switch 游戏机的 USB PD 通信协议中，与标准 DP ALTMODE 不同部分进行了兼容性设计，可以很好的配合该游戏机的视频输出模式开启。
 

这颗芯片，不仅仅能够实现让任天堂 switch 输出视频，还具有跟原装底座一样的 DPAltmode 指示灯。即一旦 switch 游戏机，通过 usb pd 通信协议沟通，进入了输出视频的模式，LDR6023B 的 pin10，ALT_LED 信号就会输出高电平，点亮 LED 指示灯。为了方便一些底座通过按键来控制 switch 不要进入 Altmode，该芯片还有个神奇的 VS pin，这个 pin可以接一个到地的按键，每按一次，就会在进入 Altmode 和不进入 Altmode 之间进行切换。方便用户自由控制是把视频输出到电视，还是把画面保留在 switch 屏幕上，底座仅仅提供充电功能。简直是太贴心了。这款芯片同样有着非常简洁的应用电路。

 

LDR6023B原理图.png  (492.26 KB )

通过图中的应用电路我们可以看到，只需要把 LDR6023 的 CC 跟任天堂游戏机对接起来，就可以通过 USB PD 协议，让 Switch 在进行 15V 充电的同时，输出 1080P 的画面。从游戏机输出的是 Display Port 格式的视频信号，如果需要让转接器具有 HDMI 接口，则还需要再增加一颗 dp 转 hdmi 芯片。