细说Type-C接口

NorthTiger

自从Apple发布了新MacBook，就一堆人在说USB Type-C。       现在从硬件角度解析下这个USB Type-C，顺便解惑。 $ n1 R0 O6 p/ I& ? , Y& F5 G9 N2 ^% D; P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： . }) c% i, B* t$ b( z5 S$ I% P7 h特色 USB Type-C：8.3mmx2.5mm microUSB：7.4mmx2.35mm 5 W) U( u. ^" N而lightning：7.5mmx2.5mm . V6 x0 h$ L, @" O# c# a1 P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。 1 z4 T# ]2 x* J# E引脚定义 4 p" u  i% W; V" j6 m 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 ! B1 J( J+ Z- w- A) i配置Vbus，有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式 % N  o2 }* E1 c" n' `$ ?% S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 8 f9 p9 Z4 h" k$ B  s配置其他模式，如接音频配件时，dp，pcie时 % r2 h7 I' c7 U. ]- {7 U5 ?) i电源和地都有4个，这就是为什么可以支持到100W的原因。 $ n  U% j- \- }5 n% F* U) j6 I  \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。 - h8 `5 t" S" t! S$ O辅助信号sub1和sub2（Side band use），在特定的一些传输模式时才用。 3 F1 z- J' c' Id+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 7 F" ?) N9 F. Q2 Y; N( s" g  a7 q % G8 j9 C' c5 t: [( }- Z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 7 T3 y8 r$ e; x. I. n3 bport)，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。 1 v0 m4 j' A) E7 V; @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。 7 n2 Z* T7 n' h9 H9 _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。 - K+ N/ U7 t3 E; u9 }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。 + z& u9 ?6 H4 X3 D+ j9 n7 u 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。 ) L. z$ H( R; B' p( s1 Z2 O* FUSB 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。 ; }; \2 `% p. S' f* Z+ w# j, s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。 & E3 b% J7 w7 }( R' Q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。 ( ~: O- `, u0 y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。 1 S' e& u: n: b4 H! A0 [! X8 I总结： $ h* m8 ?4 L" _8 }8 U% }+ i1 m  hUSB 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。 : H2 R8 I, n* z; `" @ " a( [9 Q, K4 Y9 m' e1 R * ~' K# R0 r! m; q" X' g

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NorthTiger

jccj_wan 发表于 2019-2-14 17:57
9 s1 K6 v8 _' e- k. u这是个好地方  才主要到这个版块   还准备去占楼     发现已经不能占楼了~~~斑竹辛苦，支持！！！！

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jccj_wan

这是个好地方  才主要到这个版块   还准备去占楼     发现已经不能占楼了~~~斑竹辛苦，支持！！！！

zc_eda

传数据时 数据线要短和粗，线缆成本更高，卡扣小容易松动
手机充电器接口目前还都是TYPEA 虽然另一端为TYPEC

smallfive

好hao

yaolee

好啊，比较详细。赞一个

clp783

比较详细。赞一个

小王同学

不错

MaxEnding

谢谢分享！

NorthTiger

yaolee 发表于 2019-2-20 15:04
( ]1 z) x  {, U1 A好啊，比较详细。赞一个

, d. m. }5 L- {

" x$ F+ A# p. V% V2 y, v

NorthTiger

yaolee 发表于 2019-2-20 15:04
好啊，比较详细。赞一个

  j+ K7 M9 v# T) p7 t多谢支持

niguanwoshi

学习了，多谢分享！

weigz

谢谢分享

WuJin_eOakJ

666666666

jiushiloveapple

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