[分享] USB Type-C技术详解
2133 查看
7 回复
 楼主 | 发布于 2017-10-17 | 只看楼主
分享到:

USB Type-C技术详解

  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

 
lightning7.5mmx2.5mm

 
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,CC1CC2是两个关键引脚,作用很多:

  •
探测连接,区分正反面,区分DFPUFP,也就是主从

  •
配置Vbus,有USB Type-CUSB 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,dppcie

 
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sub1sub2Side band use),在特定的一些传输模式时才用。

  d+
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5GbUSB 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DFPUFP,还有个DRP (Dual Role port)DRP可以做DFP也可以做UFP。当DPR接到UFPDRP转化为DFP。当DRP接到DFPDRP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

 
DFPCC pin有上拉电阻Rp,在UFP有下拉电阻Rd。未连接时,DFPVBUS是无输出的。连接后,CC pin相连,DFPCC 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 pinCC1CC2)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(3.3V5V),这时就cc端没有下拉电阻Rd,而是下拉电阻Ra800-1200欧。


 
CC pin两个都接了下拉电阻<=RaDFP进入音频配件模式,左右声道,mic都俱全,如上图。

  USB Type-C
DisplayPortPCI-E

  USB PD
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DPPCIe的装置,DFP就进入替代(alternate)模式。

 
如果DFP认到deviceDP,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-CSBU1,SUB2来传。HPD是检测脚,和CC差不多,所以共用。

 
DPlane0-3四组差分信号,Type-CRX/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deviceDP,便切换MUX/Configuration Switch,让Type-C USB3.1信号脚改为传输PCI-E信号。同样的,PCI-E使用RX/TX2SUB1,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USB50%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Thunderboltlightning,该怎样还是怎样吧,毕竟百花齐放才是五彩的世界。

(2 ) (1 )
回复 举报

回复于 2017-10-17 沙发

学习了

(0 )
评论 (0) 举报

回复于 2017-10-19 2#

再支持下;
(0 )
评论 (0) 举报

回复于 2017-10-26 3#

请问Type-C有哪些芯片厂家的芯片要烧录?
(0 )
评论 (0) 举报

回复于 2017-10-26 4#

有type-c的烧录方案提供,可以支持Cypress的Type-c烧录。富士康,英业达等企业都有使用了。欢迎联络13814824965
(0 )
评论 (0) 举报

回复于 2018-06-20 5#

感谢分享!有需要机械臂,电源,硬件电路设计,软件编程,开发板等各种定制的可以私聊我哦,相互学习,共同进步。
(0 )
评论 (0) 举报

回复于 2020-03-16 6#

谢谢分享
(0 )
评论 (0) 举报

回复于 2020-03-18 7#

好资料。谢谢分享
(0 )
评论 (0) 举报
  • 发表回复
    0/3000





    举报

    请选择举报类别

    • 广告垃圾
    • 违规内容
    • 恶意灌水
    • 重复发帖

    全部板块

    返回顶部