USB3.1高速接口设计指南
usb type-c，又称usb-c，是一种通用串行总线（usb）的硬件接口形式，外观上最大特点在于其上下端完全一致，与micro-usb相比这意味着用户不必再区分usb正反面，两个方向都可以插入。
01usb分类
谈到形式，刚才所说的mini-usb和micro-usb也算是这样，但这两个相对于标准usb来说的。而这个标准usb，其实它的名字叫usb type-a。
这个图大致解释了不同形式的usb，可以看到，不同版本（2.0/3.0）对应的这些接口是有差别的，基本上usb 3.0时代都是为了兼容usb 2.0才做成了这样。
type-a的usb 3.0和2.0形状一致，并且设备也可以相互兼容，而type-b就不同了，2.0版type-b的接线可以插到3.0版接口上，但是反过来就不行。
02type-c有功能和特性
usb 3.1分为gen 1/gen 2两种，usb 3.1 gen1是usb 3.0的改名，也就是说完全没变化。市面上所有未提及gen 1/gen 2区分的，一般都代指usb 3.1 gen2。
usb 3.1 gen 2的带宽为10gbps，比usb 3.0高了一倍。
影音传输（usb av）带宽增大，匹及hdmi1.4。
电力输出可达到100w。
编码标准变化，从8b/10b升级为128b/132b，极大的降低了编码损耗率。
03type-c专属特性
1f支持正反插
虽然历代usb都有防插反设计，但这并不能防止“大力出奇迹”后的悲剧……于是乎这次从源头解决问题，正反插都能用，再也不会遇到插usb时要试一次后才能插进去的尴尬。
如图所示，typec有24个引脚，每一边12个。没有连接时，两边的引脚定义是中心对称的，所以typec正反插时都是一个情况。当然这个定义不是一直都这样的，连接后会根据识别情况发生变化。
2f支持替代模式（alternate mode/alt mode）
支持替代模式的前提，是机器已经搭载了支持usb pd协议的芯片，就是刚才提到的那个可以增大功率输出的玩意。
04type-c接口引脚定义
表 1 和表 2 分别汇总了在 usb type-c 型插座和插头上所使用的信号列表。
05type-c 版本对比及载流
06pcb布局布线指南
type-c接口有多种封装，最麻烦的（jacob‘s opinion）是带有emi接地屏蔽的中置式贴片接口。通过对参考设计和evm（评估模块）中总结的一些技巧，帮助pcb设计工程师更快更容易的设计出符合规范的工程。
（1）
从type-c接口供应商处获取最新的封装并仔细检查。在理想情况下，与pcb电路板厂一起验证接口的使用面积和平面度，为整版布局提供必要的参考。
（2）
对type-c接口进行扇孔处理。参照之前的设计文档可以得知可以使用通孔8/16 mil过孔（没有盲孔和埋孔）。
就设计规则而言，我们将最小间距设置为3mil（最差情况）并将我们的过孔放置在（顶部/底部）。确保通孔没有碰到type-c连接器上的焊盘，以避免“盘中孔”的出现。
（3）
在顶层和底层可以看到sstx / rx这些差分对。由于这些是最重要的信号，因此要把这些差分线做特别处理，比如安全间距要满足3w走线，蛇形等长，在等长时，为了匹配长度尽可能一样而采用蛇形等长。而且尽可能确保阻抗计算的正确性。
（4）
为了满足阻抗计算的结果，接下来要对sbu，usb2和cc1 / 2等信号做以下布线处理。
（5）
由于type-c接口最大的载流为5a，所以我们在进行pcb设计时。我们使用以下两种方法。
第一种是在内层使用相当大的平面来承载高电流。0.5盎司铜需要大约125毫米的铜宽度才能安全地满足5a。
第二种方法是使用顶部/底部层来承载大部分电流（放置走线/从数据路径倾泻而出）约65mil的0.5盎司铜和铺铜（0.5盎司）才能容易满足5a。
一旦电源接近type-c接口，就会在内层上两次转换，以使连接器下方的vbus过孔并使用一组过孔将它们缝合到顶部/底部来进行铺铜处理。
（6）
gnd铺铜。通过一些新打的过孔，把整个板子上出现的空白区域都可以用添加回流gnd过孔，并且把整个模块进行铺铜处理。
以上6点内容同样可以应用于其他type-c接口的pcb设计中，把握好设计技巧后可以减少在type-c系统上进行布局的时间。
除了这些规范外，我们考虑到emc的问题，所以会在接口处添加相应的esd器件来保护接口。
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这个图大致解释了不同形式的usb，可以看到，不同版本（2.0/3.0）对应的这些接口是有差别的，基本上usb 3.0时代都是为了兼容usb 2.0才做成了这样。
type-a的usb 3.0和2.0形状一致，并且设备也可以相互兼容，而type-b就不同了，2.0版type-b的接线可以插到3.0版接口上，但是反过来就不行。
02type-c有功能和特性
usb 3.1分为gen 1/gen 2两种，usb 3.1 gen1是usb 3.0的改名，也就是说完全没变化。市面上所有未提及gen 1/gen 2区分的，一般都代指usb 3.1 gen2。
usb 3.1 gen 2的带宽为10gbps，比usb 3.0高了一倍。
影音传输（usb av）带宽增大，匹及hdmi1.4。
电力输出可达到100w。
编码标准变化，从8b/10b升级为128b/132b，极大的降低了编码损耗率。
03type-c专属特性
1f支持正反插
虽然历代usb都有防插反设计，但这并不能防止“大力出奇迹”后的悲剧……于是乎这次从源头解决问题，正反插都能用，再也不会遇到插usb时要试一次后才能插进去的尴尬。
如图所示，typec有24个引脚，每一边12个。没有连接时，两边的引脚定义是中心对称的，所以typec正反插时都是一个情况。当然这个定义不是一直都这样的，连接后会根据识别情况发生变化。
2f支持替代模式（alternate mode/alt mode）
支持替代模式的前提，是机器已经搭载了支持usb pd协议的芯片，就是刚才提到的那个可以增大功率输出的玩意。
04type-c接口引脚定义
表 1 和表 2 分别汇总了在 usb type-c 型插座和插头上所使用的信号列表。
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type-c接口有多种封装，最麻烦的（jacob‘s opinion）是带有emi接地屏蔽的中置式贴片接口。通过对参考设计和evm（评估模块）中总结的一些技巧，帮助pcb设计工程师更快更容易的设计出符合规范的工程。
（1）
从type-c接口供应商处获取最新的封装并仔细检查。在理想情况下，与pcb电路板厂一起验证接口的使用面积和平面度，为整版布局提供必要的参考。
（2）
对type-c接口进行扇孔处理。参照之前的设计文档可以得知可以使用通孔8/16 mil过孔（没有盲孔和埋孔）。
就设计规则而言，我们将最小间距设置为3mil（最差情况）并将我们的过孔放置在（顶部/底部）。确保通孔没有碰到type-c连接器上的焊盘，以避免“盘中孔”的出现。
（3）
在顶层和底层可以看到sstx / rx这些差分对。由于这些是最重要的信号，因此要把这些差分线做特别处理，比如安全间距要满足3w走线，蛇形等长，在等长时，为了匹配长度尽可能一样而采用蛇形等长。而且尽可能确保阻抗计算的正确性。
（4）
为了满足阻抗计算的结果，接下来要对sbu，usb2和cc1 / 2等信号做以下布线处理。
（5）
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第二种方法是使用顶部/底部层来承载大部分电流（放置走线/从数据路径倾泻而出）约65mil的0.5盎司铜和铺铜（0.5盎司）才能容易满足5a。
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（6）
gnd铺铜。通过一些新打的过孔，把整个板子上出现的空白区域都可以用添加回流gnd过孔，并且把整个模块进行铺铜处理。
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