Usbtypec接口定义介绍
USBType-C接口总计有24个针脚,可以正反插且传输速度快,接口没有方向性,让用户在使用中避免出现插错的情况。一般简称有typec、type-c等这些指的都是同一个产品。而USB0接口通常是9到11个,USB0只有4个针脚。针脚的增多并没有导致Type-C接口体积变大,实际上它还缩小了体积,满足了移动设备的需求。
USB1type-c接口特性
特性全新接口设计,尺寸约4mmx6mm,接口纤薄
特性功率输出能力:标准线缆3A,接口5A
特性可用来传输DisplayPort讯号,支持4KUHD影像传输
特性可以提供最大100的电力传输
特性更好的电磁干扰和射频干扰缓解特性
特性支持正反两面插入,可承受1万次反复插拔
特性USBPowerDelivery,可支持充电
特性最高数据传输速度达到10Gbps,基于USB1规范
USBType-C接口的优点
优点配备Type-C连接器的标准规格连接线,可通过3A电流,同时还支持超出现有USB供电能力的「USBPD」,可以提供最大100W的电力;
优点DisplayPort交替模式,支持高达4K超高清甚至8K的解析度。
优点最大数据传输速度达到10Gbps,也是USB1的标准,兼容USB0标准;
优点支持从正反两面均可插入的「正反插」功能;
usbtype-c接引脚定义
USBType-C插座端视
USB-Type-C插头引出端视
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USBType-C和USBPowerDelivery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。
供电情况
不要看着USBType-C好像能支持最高20V/5A,实际上这需要USBPD,而支持USBPD需要额外的pd芯片,所以不要以为是USBType-C接口就可以支持到20V/5A。以后应该会出现集成到一起的芯片。
辅助信号sub1和sub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,USB0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。
要理解Type-C的原理,首先要了解他的PIN即定义,Type-C口有4对TX/RX分线,2对USBD+/D-,一对SBU,2个CC,另外还有4个VBUS和4个地线。
如果接收端只需要DP信号,不需要USB1信号,那DP可以利用全部4对TX/RX差分线做输出,从而实现最多4lanes的DP输出,提供高达34Gbps的总输出带宽,轻松实现5Kx3K60辅视频,甚至最高可达8K×4K60帧视频,这种模式就是DPonly模式。另外为了兼容USB0,Type-C还保留了USBD+/D-信号供USB0设备使用,所以只需改用Type-C的接口,USB0甚至USB0设备也可以支持正反面插入。值得一提的是,使用USBD+/D-跟上面的DPonly模式配合,可以实现DP+USB0模式。DP占用4对TX/RX差分线,USB仅使用D+/D-。常情况下,USB0差分信号只会连接其中一边,因USBType-CPlug无BBUSB1只用到2对TX/RX差分线作为数据线,正插时连接TX1/RX反插时连接TX2/RX可以看到任意情况下,都会有2对差分线是没有被使用的,DP交替模式就是把DP信号加载到这2对“多余”的差分线上,从而实现USB1+DP同时工作。
Type-C还提供了2条CC线和2条SBU线。CC线主要用于PowerDelivery模块的通讯,CC线首先是用来判断设备插入的方向:正插或反插,如果是正插,主机使用CC1来和设备通讯,反插使用CC可以看到CC使用的是单线协议。SBU线在DP功能开启时,化身为DP协议中的AUX_P/AUX_N差分线,负责传输设备的DPCD,EDID等关键信息。关于这些可以了解DP协议。
USBType-C电缆如下表,USB0规范的电缆长度小于4米,USB2Gen1的长度小于2米,USB2Gen2的电缆长度小于1米。
usbtype-c接口主要功能
快速理论上,USB-C端口的最高传输速率为每秒10Gb。但是苹果表示新款MacBook的USB-C端口最高传输速率为5Gbps。最大输出电压为20伏,可以加快充电时间。而USB-A型,到目前为止极限传输速率为5Gbps,输出电压为5伏。
多面手新MacBook的USB-C型端口能够传输数据、进行充电也可以作为视频输出端口链接外部显示设备。唯一的疑问是苹果如何满足想要同时做这三件事的用户。
双向不像老款USB端口,功率只能单向传输,USB-C型端口的功率传输是双向的,这意味着它可以拥有两种发送功率方式。用户不仅可以用笔记本为移动设备充电,也可以利用其它设备或移动电源为笔记本充电。
后向兼容USB-C可以与老的USB标准兼容,但用户需要额外购买适配器才能完成兼容。苹果公司表示不仅苹果官方会出售适配器,第三方公司也可以授权生产。
usbtype-c接口工作流程
上DFP也就是主,UFP为从。除了DFP、UFP,还有个DRP,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CCpin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,CCpin相连,DFP的CCpin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CCpin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=1k,电阻Rp为不确定的值,根据前面的看到USBType-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,CCpin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,这时就cc端没有下拉电阻Rd,而是下拉电阻Ra,800-1200欧。
市场上Type-C/PD有哪几种分类呢?
市场上TypeC的产品种类很多,但真正全功能的很少。因为如果你把这个TypeC所有的功能都集成进去的话,这个口的整个的成本会变得非常贵。实际上很多情况下,设备只是具备了TypeC的某一部分功能:
只有Type-C,即支持正反插,普通数据传输;
支持Type-C,支持PD协议,可快速充电;
支持Type-C,支持PD协议,支持高速信号,支持超快充电;
全功能,支持Type-C,支持PD协议,支持高速信号,支持超快充电,支持HDMI、DisplayPort等其他协议。
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