USB工作原理
USB Type-C 工作原理(USBC)
自从Apple发布了新MacBook，就一堆人在说USB Type-C。我来从硬件角度解析下这个USB Type-C，顺便解惑。 特色： 尺寸小，支持正反插，速度快（10Gb）。这个小是针对以前电脑上的USB接口说的，实际相对android机上的microUSB还大了点： USB Type-C：8.3mmx2.5mm microUSB：7.4mmx2.35mm 而lightning：7.5mmx2.5mm 所以，从尺寸上我看不到USB Type-C在手持设备上的优势。而速度，只能看视频传输是否需要了。 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sbu1和sbu2（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，USBType-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 FacingPort)也就是主，UFP (UpstreamFacing 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DRP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/ConfigurationSwitch，让Type-C USB3.1信号脚改为传输DP信号。AUX辅助由Type-C的SBU1,SBU2来传。HPD是检测脚，和CC差不多，所以共用。 而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/ConfigurationSwitch，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,SBU2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。 总结 USB Type-C终结了长期以来USB插来插去的缺陷，节省了人们大量的时间，换一次方向至少2s吧，按全球10亿人每天插拔一次USB，50%概率插错，共耗时277000多小时，约为31年，太恐怖了。 一个接口搞定了音视频数据三种，体积还算小。可以预见，以后安卓机可以改为USB Type-C接口了，如果只需要USB2.0的话，只需要重做线缆，不用芯片，成本上完全可以忽略不计。 至于Thunderbolt，lightning，该怎样还是怎样吧，毕竟百花齐放才是五彩的世界。
USB Type-C引脚排布指南 哪些引脚控制电源传输，数据传输等
您了解USB Type-C连接器吗？本篇文章主要介绍了USB Type-C引脚的排布，并简要介绍了其各种模式。 USB Type-C是USB连接器系统的规范，在智能手机和移动设备上越来越受欢迎，并且能够进行电力传输和数据传输。 与USB的早些产品不同，它也是可翻转的 - 所以你不需要尝试多次插入。USB Type-C端口 本篇介绍性文章将介绍USB-C标准的一些最重要的功能。在深入了解引脚并解释各自的功能之前，我们将快速了解USB-C是什么以及它最擅长什么。USB-C是一种相对较新的标准，旨在提供高达10Gb/s的高速数据传输以及高达100W的功率。这些功能可以使USB-C成为现代设备的真正通用连接标准。这两个术语通常是可以互换的（我们将在本文中使用这两个术语）。虽然USB-C更常用，但USB Type-C是USB.org上列出的标准的官方名称。USB-C接口有三个主要功能： ● 它有一个可翻转的连接接口。接口的设计使插头可以相对于插座翻转。 ● 它支持USB 2.0、USB 3.0和USB 3.1 Gen 2标准。此外，它还可以在称为备用模式（Alternate Mode）的操作模式下支持第三方协议，如DisplayPort和HDMI。 ● 它允许设备协商并通过接口选择适当的功率流。 在以下部分中，我们将了解USB Type-C标准如何提供这些功能。USB Type-C连接器有24个引脚。图1和图2分别显示了USB Type-C插座和插头的插针。图1. USB Type-C插座。图片由Microchip提供。