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USB Type-C終結了長期以來USB插來插去的缺陷，節省了人們大量的時間，換一次方向至少2s吧，按全球10億人每天插拔一次USB，50%概率插錯，共耗時277000多小時，約為31年，太恐怖了。一個接口搞定了音視頻數據三種，體積還算小。可以預見，以后安卓機可以改為USB Type-C接口了，如果只需要USB2.0的話，只需要重做線纜，不用芯片，成本上完全可以忽略不計。至于Thunderbolt，lightning，該怎樣還是怎樣吧。百花齊放才是五彩的世界。 自從Apple發布了新MacBook，就一堆人在說USB Type-C。我來從硬件角度解析下這個USB Type-C，順便解惑。尺寸小，支持正反插，速度快（10Gb）。這個小是針對以前電腦上的USB接口說的，實際相對android機上的microUSB還大了點： 特色 USB Type-C：8.3mmx2.5mm microUSB：7.4mmx2.35mm 而lightning：7.5mmx2.5mm 所以，從尺寸上我看不到USB Type-C在手持設備上的優勢。而速度，只能看視頻傳輸是否需要了。 引腳定義 可以看到，數據傳輸主要有TX/RX兩組差分信號，CC1和CC2是兩個關鍵引腳，作用很多： 探測連接，區分正反面，區分DFP和UFP，也就是主從 配置Vbus，有USB Type-C和USB Power Delivery兩種模式 配置Vconn，當線纜里有芯片的時候，一個cc傳輸信號，一個cc變成供電Vconn 配置其他模式，如接音頻配件時，dp，pcie時 電源和地都有4個，這就是為什么可以支持到100W的原因。 不要看著USB Type-C好像能支持最高20V/5A，實際上這需要USB PD，而支持USB PD需要額外的pd芯片，所以不要以為是USB Type-C接口就可以支持到20V/5A。 當然，以后應該會出現集成到一起的芯片。 輔助信號sub1和sub2（Side band use），在特定的一些傳輸模式時才用。 d+和d-是來兼容USB之前的標準的。 這里說一下，USB3.0只有一組RX/TX，速度是5Gb，USB Type-C為了保證正反都可以插就用了兩組，但實際上數據傳輸還是只用了一組RX/TX，速度就已經達到10Gb了。如果后面升級協議，兩組都傳的話就和DisplayPort一樣20Gb了。 工作流程 上圖DFP （Downstream Facing Port）也就是主， UFP （Upstream Facing Port） 為從。除了DFP、UFP，還有個DRP （Dual Role port），DRP可以做DFP也可以做UFP。當DPR接到UFP，DRP轉化為DFP。當DRP接到DFP，DRP轉化為UFP。兩個DRP接在一起，這時就是任意一方為DFP，另一方為UFP。 在DFP的CC pin有上拉電阻Rp，在UFP有下拉電阻Rd。未連接時，DFP的VBUS是無輸出的。連接后，CC pin相連，DFP的CC pin會檢測到UFP的下拉電阻Rd，說明連接上了，DFP就打開Vbus電源開關，輸出電源給UFP。 而哪個CC pin（CC1，CC2）檢測到下拉電阻就確定接口插入的方向，順便切換RX/TX。 電阻Rd=5.1k，電阻Rp為不確定的值，根據前面的圖看到USB Type-C有幾種供電模式，靠什么來甄別？就靠Rp的值，Rp的值不一樣，CC pin檢測到的電壓就不一樣，然后來控制DFP端執行哪種供電模式。 需要注意的是，上圖里畫了兩個CC，實際上在不含芯片的線纜里只有一根cc線。 含芯片的線纜也不是兩根cc線，而是一根cc，一根Vconn，用來給線纜里的芯片供電（3.3V或5V），這時就cc端沒有下拉電阻Rd，而是下拉電阻Ra，800-1200歐。 當CC pin兩個都接了下拉電阻<=Ra，DFP進入音頻配件模式，左右聲道，mic都俱全，如上圖。 USB Type-C和DisplayPort，PCIE USB PD是BMC編碼的信號，而之前的USB則是FSK，所以存在不兼容，不知道目前市面上有沒有能轉換的產品。 USB PD是在CC pin上傳輸，PD有個VDM （Vendor defined message）功能，定義了裝置端ID，讀到支持DP或PCIe的裝置，DFP就進入替代（alternate）模式。 如果DFP認到device為DP，便切換MUX/Configuration Switch，讓Type-C USB3.1信號腳改為傳輸DP信號。AUX輔助由Type-C的SBU1，SUB2來傳。HPD是檢測腳，和CC差不多，所以共用。 而 DP有lane0-3四組差分信號， Type-C有RX/TX1-2也是四組差分信號，所以完全替代沒問題。而且在DP協議里的替代模式，可以USB信號和DP信號同時傳輸，RX/TX1傳輸USB數據，RX/TX2替換為lane0，1兩組數據傳輸，此時可支持到4k。 如果DFP認到device為DP，便切換MUX/Configuration Switch，讓Type-C USB3.1信號腳改為傳輸PCIe信號。同樣的，PCIe使用RX/TX2和SBU1，SUB2來傳輸數據，RX/TX1傳輸USB數據。 這樣的好處就是一個接口同時使用兩種設備，當然了，轉換線就可以做到，不用任何芯片。 總結 USB Type-C終結了長期以來USB插來插去的缺陷，節省了人們大量的時間，換一次方向至少2s吧，按全球10億人每天插拔一次USB，50%概率插錯，共耗時277000多小時，約為31年，太恐怖了。一個接口搞定了音視頻數據三種，體積還算小。可以預見，以后安卓機可以改為USB Type-C接口了，如果只需要USB2.0的話，只需要重做線纜，不用芯片，成本上完全可以忽略不計。至于Thunderbolt，lightning，該怎樣還是怎樣吧。百花齊放才是五彩的世界。 |
