从硬件角度解析下这个USB Type-C
[导读]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。尺寸小，支持正反插，速度快（10gb）。
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。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：
特色
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。
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/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。
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。百花齐放才是五彩的世界。
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
溅射薄膜高温压力变送器的应用说明
识别农作物病害以及远程云端交互功能的农作物生长状况监测系统
外媒称苹果正在开发iPad mini的改进版
中国联通:3G用户规模今年有望过亿
中国联通发布2017业绩报告净利润实现V型反弹
从硬件角度解析下这个USB Type-C
不折不扣的光学集成模块
四招搞定4~20mA变送器的常见故障！
什么是绝缘轴承，它的原理是什么
EMI滤波器电源设计
环氧树脂在物联网设备 PCB 制造中的多种作用
哪些技术是智慧城市的动力
覆铜板检测技术简介
哈工大牵头的国家重点研发计划“微探头传感器式激光干涉仪”项目启动
华为安防从芯片开始 即将踏上新一轮的征途
AI赋能农业 数据必不可少
电瓶修复——电动车电池维修常见问题解答系列5
iPhone X产量大幅度缩减,销量会一直持续下滑
小米6砍掉1999元，小米进军高端从此没有了包袱！
盘点BAT及华为的自动驾驶战略布局
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。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：
特色
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。
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/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。
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。百花齐放才是五彩的世界。
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
溅射薄膜高温压力变送器的应用说明
识别农作物病害以及远程云端交互功能的农作物生长状况监测系统
外媒称苹果正在开发iPad mini的改进版
中国联通:3G用户规模今年有望过亿
中国联通发布2017业绩报告净利润实现V型反弹
从硬件角度解析下这个USB Type-C
不折不扣的光学集成模块
四招搞定4~20mA变送器的常见故障！
什么是绝缘轴承，它的原理是什么
EMI滤波器电源设计
环氧树脂在物联网设备 PCB 制造中的多种作用
哪些技术是智慧城市的动力
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