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安全认证让USB Type C不再纠结于数据安全

52RD.com 2015年9月30日 EEtimes            参与:5人 我来说两句
  

  USB Type C新型连接器的数据传输速率高达10 Gbps,且供电功率最高可以达到100W,除此之外,还能实现USB数据接口正反面插的功能。而且,除了实现USB本身的数据传输,电力传输的功能之外,它还可以传输HDMI、DP、MHL等不同协议的数据,是一个真正的智能接口协议。因此,下一代消费电子产品将普遍配备Type C接口,半导体厂商也纷纷针对这一应用推出新技术/解决方案。

  在消费电子产品性能日新月异的今天,传统的USB接口协议开始跟不上产业发展的步伐了, USB Type C的出现可以说是众望所归,毕竟其标准性是没有其他接口可以替代的。比如快速充电,虽然业界出现多种快充方案,但是,大都针对厂商自家产品,并不通用。而type C支持快充之后,可以为消费者带来巨大的便利。当然,除了快充之外,还有很多其他因素促成了Type C的出现。

  多因素促成USB Type C出现

  “包括手机、电脑等在内的消费类电子产品正在趋向于通用化,而传统的USB接口标准如USB Type A 、Type B、 Micro USB等已经发布了很长时间,难以满足应用的需求,” 恩智浦(NXP)半导体全球高速传输接口产品市场总监吴韶阡说,“比如,相片、视频等文件所需要的存储空间越来越大,对高速传输有了需求,与此同时,高速传输也带来了相应的问题,比如EMI、ESD等,另外,消费类电子的小型化趋势也对USB接口的物理尺寸有了相应的要求。”

图 1 USB Type C的出现解决了许多问题

  近年来,多种多样的传输接口标准逐渐出现,比如DP、MHL、HDMI、Thunderbolt等,这些标准的融合成为了趋势,但更多融合是类似于USB与DP、USB与SATA的融合,并不全面。而此次Type C支持多种传输接口,也带来了更加标准的定义。

  另外,USB的电力传输(PD)功能也因其功率小,功能单一而饱受诟病。而业界希望能够实现电力传输的互通性,智能充电。“智能充电可以根据应用场景调整充电方式,另外,业界也期待USB能够承载大功率的电力传输,比如为平板电视供电。” 吴韶阡补充道。

  现在用户也越来越重视数据安全,Type C的多功能性带来了安全隐患,针对于Type C接口的安全认证标准也变得越来越重要。

图 2 Type C的使用实例

  而在实现type C方案时,厂商会推出多种不同功能的产品。而在实现各种功能时,需要在系统、周边器件上做配合。比如,type C既可以传输USB数据,也可以传输DP等视频数据,在传输其他数据信号时,系统就需要通过USB协议层做出判断——输出具体信号。

图 3 恩智浦(NXP)半导体全球高速传输接口产品市场总监 吴韶阡

  另外,信号在传输过程中如果出现损耗,可以通过使用信号完整性调节器,将信号调整到损耗前的状态,同时,接口还需要做到一些防护措施,比如EMI、ESD、浪涌的保护等。

  针对USB Type-C的多种需求,恩智浦的USB Type-C拥有完的整配套系统,包括微控制器、高速开关、USB3转接驱动器、ESD保护和滤波设备、USB PD PHY、CC逻辑控制器、身份验证、负荷开关、交流/直流电源解决方案、MOSFET等。

  微控制器是智能选择关键

  特别是微控制器,在Type C应用中起到了非常重要的作用,由于Type C的多功能特性,在何种应用场景下选择何种功能,都需要智能选择机制,这就需要通过微控制器来实现。

上图 4 Type C系统级解决方案

  “Type C的SPEC非常有弹性,比如,当使用100W的充电功率充电时,假如充电器出现发烫的情况,系统就必须侦测到这种情况,从而降低功率,” NXP微控制器通用市场产品线经理林建成说,“因为type C需要同时实现多种功能,所以MCU需要选用32位,能够即时处理,同时,还拥有更好的功能扩展性。”

  NXP的解决方案实例:

图 5 Type C Dongle

图 6 1对3适配器

图 7 带有快充功能的充电宝

  Type C安全认证让BadUSB无处遁形

  NXP此次推出的USB Type C解决方案中,安全认证方案无疑是最大亮点。NXP的安全认证IC在注重数据安全的银行业中被广泛使用,这也说明了业界对于NXP安全认证方案的认可,这个优势将成为NXP USB Type C解决方案的一大特色。

图 8 NXP全球安全验证产品线产品市场总监 Joe Salvador

  NXP通过将高度防篡改的安全认证IC用于Type C认证方案,从而验证所连接设备(U盘,USB线缆等)是否为正品,从而防止使用伪劣配件,提高安全性,增强主机和设备之间的信任。验证功能可以有效地设定“信任级别”。

  “采用互相认证,可以组成可信任的生态系统,“NXP全球安全验证产品线产品市场总监 Joe Salvador说,“而且,通过安全认证IC识别出有恶意企图的BadUSB,防止用户信息遭到窃取。”

图 9 系统/终端商可以让用户自主选择启用/禁用

  这个安全认证方案可以为系统及设备制造商同最终用户之间建立一种信任机制——系统跟外设在互相认证的过程中,可以根据不同的安全层级设定不同的操作方式,即启用或禁用某些功能,譬如一个快充设备,如果设备是通过认证的,可以对快充模式进行限制,从而采用基本的5V 1A的充电方式。另外,如果USB接口是通过100W的功率进行充电,在充电之前,系统可以对充电器或者电缆进行验证,防止因假冒伪劣而产生的安全问题。

  Salvador表示,系统或设备制造商还可以提供一种“用户友好型”的方式——当设备并没有通过认证时,系统会弹出一个提示,由用户自行决定是否继续使用该设备。

  NXP采用安全的硬件和软件,再结合经过认证的安全开发环境、生产设施和安全保护流程,确保最高级别的安全和信任。

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