导语:USB Type-C 相关标准一经推出,苹果、谷歌等IT行业巨头纷纷推波助澜,一时间使得一个小小的接口引起了全世界的关注。当前USB Type-C 的全面爆发已然成为了一种可以预期的必然趋势,那么您真的足够了解USB Type-C吗?

特别是,随着Apple发布的新MacBook,采用USB
Type-C之后,目前苹果手机从7开始也将采用USB Type-C接口。USB Type-C不同于过去的USB接口,其不仅能用来充电以及传输数据,还可以作为MIDI输出线,用于PTP照片传输等。

在电子产品设计愈发崇尚简洁的今天,USB Type-C带给了人们更多的可能性。或许不远的未来,数码设备上能找到的有线接口,只剩下USB Type-C了。

只是,尽管TYPE C在市场的应用越来越广,可是,你真的了解TYPE C 吗?

我们先来看看USB Type-C接口的优点:

一、传输速度更高(10Gb)

二、尺寸小,接口薄

三、正反都可以插

四、充电速度快

正是因为USB
Type-C有着以上众多的优点,因此,USB
Type-C完全可能会终结长期以来USB插来插去的困扰,可为大家节省大量的时间,换一次方向至少2秒吧,按全球10亿人插拔一次USB,50%概率插错,共耗时277000多小时,约为31年,太恐怖了。这统计起来确实是个惊人数字,一个接口搞定了音视频数据三种,体积还比较小。所以,以后安卓机完全可以改为USB
Type-C接口了,如果只需要USB2.0的话,仅需要重做线缆就行了。不用换芯片,成本上也完全可以忽略不计。

下面我们让我们一起跟随仔细看看. USB Type-C具体功能及参数:

· 1. USB Type-C 是什么?

· 2. USB Type-C 能做什么?

· 3. 如何测试USB Type-C?

· 4. USB Type-C应用解决方案

USB Type-C引脚定义

可以看到,数据传输主要有TX/RX两组差分信号,CC1和CC2是两个关键引脚,作用很多:

探测连接,区分正反面,区分DFP和UFP,也就是主从配置Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式配置Vconn,当线缆里有芯片的时候,一个cc传输信号,一个cc变成供电Vconn,配置其他模式,如接音频配件时,dp,pcie时,电源和地都有4个,这就是为什么可以支持到100W的原因。

不要看着USB Type-C好像能支持最高20V/5A,实际上这需要USB PD,而支持USB PD需要额外的pd芯片,所以不要以为是USB Type-C接口就可以支持到20V/5A。

当然,以后应该会出现集成到一起的芯片。

辅助信号sub1和sub2(Side band use),在特定的一些传输模式时才用。d+和d-是来兼容USB之前的标准的。

这里说一下,USB3.0只有一组RX/TX,速度是5Gb,USB Type-C为了保证正反都可以插就用了两组,但实际上数据传输还是只用了一组RX/TX,速度就已经达到10Gb了。如果后面升级协议,两组都传的话就和DisplayPort一样20Gb了。

工作流程

上图DFP (Downstream Facing Port)也就是主, UFP (Upstream Facing Port)
为从。除了DFP、UFP,还有个DRP (Dual Role
port),DRP可以做DFP也可以做UFP。当DPR接到UFP,DRP转化为DFP。当DRP接到DFP,DRP转化为UFP。两个DRP接在一起,这时就是任意一方为DFP,另一方为UFP。

在DFP的CC
pin有上拉电阻Rp,在UFP有下拉电阻Rd。未连接时,DFP的VBUS是无输出的。连接后,CC pin相连,DFP的CC
pin会检测到UFP的下拉电阻Rd,说明连接上了,DFP就打开Vbus电源开关,输出电源给UFP。 而哪个CC
pin(CC1,CC2)检测到下拉电阻就确定接口插入的方向,顺便切换RX/TX。

电阻Rd=5.1k,电阻Rp为不确定的值,根据前面的图看到USB Type-C有几种供电模式,靠什么来甄别?就靠Rp的值,Rp的值不一样,CC pin检测到的电压就不一样,然后来控制DFP端执行哪种供电模式。

需要注意的是,上图里画了两个CC,实际上在不含芯片的线缆里只有一根cc线。

含芯片的线缆也不是两根cc线,而是一根cc,一根Vconn,用来给线缆里的芯片供电(3.3V或5V),这时就cc端没有下拉电阻Rd,而是下拉电阻Ra,800-1200欧。

当CC pin两个都接了下拉电阻<=Ra,DFP进入音频配件模式,左右声道,mic都俱全,如上图。

USB Type-C和DisplayPort,PCIE USB PD是BMC编码的信号,而之前的USB则是FSK,所以存在不兼容,不知道目前市面上有没有能转换的产品。

USB PD是在CC pin上传输,PD有个VDM (Vendor defined message)功能,定义了装置端ID,读到支持DP或PCIe的装置,DFP就进入替代(alternate)模式。

如果DFP认到device为DP,便切换MUX/Configuration Switch,让Type-C USB3.1信号脚改为传输DP信号。AUX辅助由Type-C的SBU1,SUB2来传。HPD是检测脚,和CC差不多,所以共用。


DP有lane0-3四组差分信号,
Type-C有RX/TX1-2也是四组差分信号,所以完全替代没问题。而且在DP协议里的替代模式,可以USB信号和DP信号同时传输,RX/TX1传输USB数据,RX/TX2替换为lane0,1两组数据传输,此时可支持到4k。

如果DFP认到device为DP,便切换MUX/Configuration Switch,让Type-C USB3.1信号脚改为传输PCIe信号。同样的,PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2来传输数据,RX/TX1传输USB数据。

这样的好处就是一个接口同时使用两种设备,当然了,转换线就可以做到,不用任何芯片。

这里顺便介绍一下 连接器龙头 富士康的 Type-C连接器 的具体参数

富士康连接器主要参数