一、usb type c接口定义介绍
usb type-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type c、type-c等这些指的都是同一个产品。而usb3.0接口通常是9到11个,usb2.0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(相对标准口来说),满足了移动设备的需求。
二、usb3.1 type-c接口特性
特性1、全新接口设计,尺寸约8.4mm x 2.6mm,接口纤薄
特性2、功率输出能力:标准线缆3a,接口5a
特性3、可用来传输displayport讯号,支持4k uhd影像传输
特性4、可以提供最大100 的电力传输
特性5、更好的电磁干扰(emi)和射频干扰(rfi)缓解特性
特性6、支持正反两面插入,可承受1万次反复插拔
特性7、usb power delivery,可支持充电
特性8、最高数据传输速度达到10gbps,基于usb3.1规范
三、usb type-c接口的优点
优点1、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2、displayport交替模式,支持高达4k超高清(uhd)甚至8k的解析度。
优点3、最大数据传输速度达到10gbps,也是usb3.1的标准,兼容usb2.0标准;
优点4、支持从正反两面均可插入的「正反插」功能;
四、usb type-c接引脚定义
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。
五、usb type-c接口主要功能
1.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。
2.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。
3.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。所以,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。
4.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。
六、usb type-c接工作流程
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。
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