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。

内置国内首款认证USB32 Gen1 HUB芯片，联想集线器拆解

前言

Lenovo联想是国内外知名品牌，旗下推出过不少经典键鼠、充电器、扩展坞以及笔记本支架等电脑周边。最近充电头网就拿到了联想一款USB-A集线器 A601。

联想USB-A集线器自带连接线，同时分出四个USB-A传输接口，均支持USB3.0传输标准，可以很大程度解决日常办公、游戏时，设备接口紧张等问题。下面充电头网就对其进行拆解，看看具体设计。

联想USB-A集线器开箱

包装盒正面印有Lenovo品牌、产品中英文名称以及外观。

背面印有产品卖点、参数以及商家信息。

包装盒上参数特写

产品名称：联想USB-A集线器 A601

产品型号：A601 3.0

材质：ABS

尺寸：95*34.6*12mm

额定输入：5V2A MAX

额定输出：USB3.0x4；5V900mA MAX

额定功率：10W

制造商：联想（北京）有限公司

包装内仅有联想USB-A集线器 A601。

联想这款集线器自带USB-A连接线，机身采用ABS材质外壳，表面哑光工艺处理，整体为黑色色调，设计风格简洁。

USB-A连接线使用胶圈固定，端子外壳上设计有Lenovo品牌。

机身顶面中心也设计有Lenovo品牌。

机身一侧配置四个USB-A接口，均支持USB3.0传输标准。

实测这款集线器USB-A线长度约为26.4cm。

机身长度为95.44mm。

宽度为35.25mm。

厚度为12.07mm。

另外测得产品重量约为38g。

联想USB-A集线器拆解

将集线器机身外壳拆开，外壳采用卡扣封装固定。

内部PCB板使用螺丝以及固定柱固定。

PCB板整体电路设计非常简洁，正面设有一颗四口集线器芯片。

板子另一面一览，四个USB母座沉板过孔焊接，对应集线器芯片区域过孔和露铜加锡设计帮助散热。

连接线线芯与板子焊接处打胶加固保护。

四口集线器芯片采用博捷半导体BGS3510，BGS3510是一款USB3.2 Gen1x1四端口HUB控制器，符合USB3.2规范，并向下兼容USB2.0和USB1.1规范。芯片集成了自行开发的USB 3.2 Gen1x1超高速物理层和USB 2.0高速物理层，具有良好的信号完整性和兼容性.

BGS3510内部还集成了5V至3.3V和5V至1.2V降压电路，可以降低BOM成本并简化PCB设计。芯片支持所有下游端口的电池充电功能，符合BC1.2规范，还支持为各种便携式设备充电。芯片内部集成MCU，支持使用外部SPI闪存固件升级，支持LED控制。此外BGS3510是国内首款通过USB_IF协会认证的USB3.2 Gen1 HUB芯片（TID：10011）。

博捷半导体BGS3510资料信息。

外置12.000MHz时钟晶振特写。

背面一颗小电感特写。

USB母座特写。

全部拆解一览，来张全家福。

充电头网拆解总结

联想集线器 A601自带连接线，约25cm长度设计比较适中，适合办公和游戏使用。配置四个USB3.0数据传输接口，满足日常文件拷贝等需求，同时极大缓解电脑接口压力，与产品48元售价相匹配，很有性价比。

充电头网通过拆解了解到，这款集线器在设计上仅使用了博捷半导体一颗BGS3510四端口HUB控制器，电路设计相当简单，大大降低设计难度以及系统成本。得益于该方案，这款产品还能够在连接时识别手机/平板供电，轻松带动大容量移动硬盘。键鼠连接也能做到即插即用，无延迟和卡顿。

博捷半导体BGS3510作为国内首款通过USB-IF协会认证的USB3.2 Gen1 HUB芯片(TID:10011)，进入了知名品牌联想的产品供应链，目前已大规模量产出货，获得客户广泛好评。知名协会认证以及大品牌认可的双重背书，足见这款产品无论是性能还是质量都是相当可靠。

博捷半导体科技(苏州)有限公司注册在苏州，是上市公司英集芯(688209)参股子公司。博捷半导体专注于USB等高速接口控制芯片领域，致力向客户提供性能优异、兼容性好、灵活定制的创新芯片解决方案。公司USB收发器(PHY)及控制器(MAC)技术积累深厚，拥有丰富的USB全栈开发经验。随着USB产品线不断丰富，后续在车规和工控领域亦有多款芯片即将推出。

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