本文將介紹USB Type-C標準的一些最重要的特性。
你知道如何使用USB Type-C接口嗎?本文列出了USB Type-C引腳的解剖結構，并簡要介紹了其各種模式。
USB Type-C是一種USB連接器系統(tǒng)的規(guī)范，它在智能手機和移動設備中越來越受歡迎，能夠提供電力和數據傳輸。
與之前的USB接口不同，它也是可翻轉的，所以你不需要嘗試三次插入。
本文將介紹USB Type-C標準的一些最重要的特性。在深入研究引腳并解釋每個引腳的功能之前，我們將快速了解USB Type-C是什么以及它最擅長的功能。
什么是USB Type-C?
USB Type-C是一種相對較新的標準，旨在提供高達10Gb/s的高速數據傳輸以及高達100W的功率流能力。這些特性可以使USB Type-C成為現代設備的真正通用連接標準。
USB- C還是USB Type-C?
這兩個術語通常是可以互換的(我們將在本文中使用這兩個術語)。雖然USB- C更常用，但USB Type-C是USB.org上列出的標準的官方名稱。
USB Type-C特性
USB Type-C接口有三個主要特點:
- 它有一個可翻轉的連接器。接口的設計使插頭可以相對于插座翻轉。
- 它支持USB 2.0, USB 3.0和USB 3.1 Gen 2標準。此外，它可以支持第三方協(xié)議，如DisplayPort和HDMI的操作模式稱為替代模式。
- 它允許設備協(xié)商并選擇通過接口的適當功率流水平。
在接下來的章節(jié)中，我們將看到USB Type-C標準如何提供這些功能。
USB Type-C插座/插頭引腳
USB Type-C連接器有24個引腳，下圖分別顯示了USB Type-C插座(Receptacle，母座)和插頭(Plug，公座)的引腳。
Pin描述：
- VBUS & GND：電源引腳(4 x each)，可支持高達5A的電流
- CC1/2：連接檢測和電源的電流廣播
- VCONN：為有源線纜，電子標記線纜，VPD(?(Video/Power/Data))和備用模式適配器提供高達1.5W的功率
- D+/D-: USB數據線，用于BC1.2檢測和USB2.0通信
- TX/RX 1&2：超高速USB 3.1 Gen1/2數據通信線路
- SBU1/2：邊帶引腳用于USB PD替代模式和模擬音頻：
- DisplayPort: AUX通信
- 模擬音頻：麥克風和AGND
USB 2.0 差分對信號
D+和D-引腳是用于USB 2.0連接的差分對。插座上有兩個D+引腳和兩個D-引腳。然而，這些引腳是各自兩兩相互連接的，實際上只有一個USB 2.0數據差分對可供使用。冗余只是為了提供一個可翻轉的連接器。
Power and Ground Pins
VBUS和GND引腳是信號的電源和返回路徑。默認VBUS電壓為5V，但標準允許設備協(xié)商并選擇默認值以外的VBUS電壓。電源輸出允許VBUS具有高達20V的電壓，最大電流也可以提高到5A，因此，USB Type-C可以提供100W的最大功率。
Note：在PD3.1標準中，滿足標準的線纜和接口，在通信協(xié)議下VBUS最高支持輸出48V電壓，5A電流，最大240W的功率。
這種高功率流在給筆記本電腦等大型設備充電時很有用。圖3顯示了RICHTEK的一個示例，其中使用降壓-升壓轉換器產生所需的適當電壓
Note：功率傳輸技術使USB Type-C比舊標準更通用，因為它使功率級別可以適應負載的需要。你可以用同一根線纜給你的智能手機和筆記本電腦充電。
RX and TX Pins
有兩組RX差分對和兩組TX差分對，這兩個差分對中的一個RX和一個TX可以用于USB 3.0/USB 3.1協(xié)議。由于連接器是可翻轉的，因此需要多路復用器才能通過線纜正確地傳輸所用差分對上的數據。
請注意，USB Type-C端口可以支持USB 3.0/3.1標準，但USB Type-C的最小功能集不包括USB 3.0/3.1。在這種情況下，RX/TX差分對不被USB 3.0/3.1連接使用，可以被其他USB Type-C功能(如替代模式和USB Power Delivery協(xié)議)使用。這些功能甚至可以利用所有可用的RX/TX差分對。
The CC1 and CC2 Pins
這些引腳是通道配置引腳。它們執(zhí)行許多功能，如線纜連接和斷開檢測，插座/插頭方向檢測和電流廣播。這些引腳也可用于供電和替代模式所需的通信。下面的圖4顯示了CC1和CC2引腳如何顯示插座/插頭的方向。
在這個圖4中，DFP代表下行端口（Downstream Facing Port），向下游發(fā)送數據，它通常是設備所連接的主機或集線器上的端口。DFP 將為 VBUS 供電（主機與設備之間的電源路徑），還可以為 VCONN 供電（為電子標記的電纜供電），包含DFP的典型應用是集線站。UFP表示上行端口（Upstream Facing Port），連接到主機或集線器的 DFP，接收設備或集線器上的數據，這類端口通常從 VBUS 中取電，包含 UFP 的典型應用是顯示監(jiān)視器。
其次還有雙角色數據 (DRD) 端口，可以用作 DFP（主機）或 UFP（設備）。此類端口在連接時的電源角色決定了其初始角色。源 端口承擔DFP的數據角色，而接收端口承擔UFP的數據角 色。不過，通過使用USB PD數據角色交換功能，可以動態(tài)地更改此類端口的數據角色。包含DRD端口的典型應用是筆 記本電腦、平板電腦和智能手機。
DFP通過Rp電阻拉起CC1和CC2引腳，但UFP通過Rd將它們拉下來。DFP 檢測到其 CC 線之一被下拉后，DFP 就知道已連接已建立；如果沒有電纜連接，源端看到CC1和CC2引腳的邏輯高。
電纜方向取決于下拉的CC線（如果CC1下拉，則電纜不翻轉；但如果CC2下拉，電纜會翻轉）。對于無源電纜，另一條CC線保持打開狀態(tài)；對于有源電纜，另一條 CC 線將通 過 Ra 下拉。連接USB Type-C線纜創(chuàng)建一個從5V電源到地的電流路徑。由于USB Type-C線纜內部只有一條CC線，所以只形成一條電流路徑。例如，在圖4的上部圖形中，DFP的CC1引腳連接到UFP的CC1引腳。因此，DFP CC1引腳將具有低于5 V的電壓，但DFP CC2引腳將仍然處于邏輯高電平。因此，監(jiān)測DFP的CC1和CC2引腳上的電壓，我們可以確定電纜的連接情況及其方向。
除了電纜方向外，Rp-Rd路徑還用作一種溝通源端電流供給能力信息的方式。Rp的值決定載流能力，DFP可以通過一個具有特定值的上拉電阻器來廣播其載流能力，UFP包含一個具有固定值的下拉電阻器 (Rd)，能夠在連接時與Rp一起形成一個分壓器。通過感應分壓器中心抽頭處的電壓，UFP可以檢測到DFP的廣播電流。為此，功率消耗者(UFP)監(jiān)測CC線路上的電壓，當CC線上的電壓達到其最低值(約0.41 V)時，該電源可以提供默認的USB功率，分別為USB 2.0和USB 3.0提供500mA和900mA。當CC線電壓約為0.92V時，源端可提供1.5A的電流。最高的CC線電壓約為1.68V，對應的電源電流能力為3A。
The VCONN Pin
如上所述，USB Type-C旨在提供快速的數據傳輸速度以及高等級的功率流。這些特性可能需要使用特殊的電纜，這些電纜通過在內部使用芯片進行電子標記。此外，一些有源電纜利用重新驅動芯片來加強信號和補償電纜造成的損失等。在這種情況下，我們可以通過對VCONN引腳施加5V，1W的電源來為電纜內部的電路供電。如圖5所示。
如您所見，有源電纜使用Ra電阻拉下CC2引腳。Ra的值與Rd不同，因此DFP仍然能夠通過檢查DFP CC1和CC2引腳上的電壓來確定電纜方向。確定電纜方向后，與“有源電纜IC”對應的通道配置引腳將連接到5v, 1w的電源，為電纜內部的電路供電。例如，在圖5中，有效的Rp-Rd路徑對應于CC1引腳。因此，CC2引腳連接到由VCONN表示的電源。
The SBU1 and SBU2 Pins
這兩個引腳對應于僅在替代模式下使用的低速信號路徑。
The USB Power Delivery
現在我們已經熟悉了USB- Type C標準的釘扎，讓我們簡要了解一下USB電源傳輸。
如上所述，使用USB Type-C標準的設備可以協(xié)商并選擇通過接口的適當級別的功率流。這些功率協(xié)商是通過一個名為USB Power Delivery的協(xié)議實現的，該協(xié)議是在上面討論的CC線路上的單線通信。下面的圖6顯示了一個USB電源傳輸的示例，其中接收端口向源端口發(fā)送請求并根據需要調整VBUS電壓。首先，接收端口要求一個9伏的總線，在source端電源將母線電壓穩(wěn)定在9V后，它向接收端口發(fā)送一個“電源準備就緒”的消息。然后，接收端口請求5V總線，source提供穩(wěn)定的5V后，并再次發(fā)送“電源就緒”消息。
值得注意的是，“USB Power Delivery”不僅僅是與電源傳輸相關的協(xié)商，其他的協(xié)商，例如與替代模式相關的協(xié)商，都是在標準的CC線上使用Power Delivery協(xié)議完成的。
替代模式
這種操作模式允許我們使用USB Type-C標準實現第三方協(xié)議，如DisplayPort和HDMI。所有備用模式必須至少支持USB 2.0和USB Power Delivery連接。這一部分在“一文讀懂USB Type-C接口 <二>”中敘述。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-726909.html
總結
USB Type-C有一些有趣的特性。它支持高達10gb /s的高速數據傳輸速度和高達100w的高功率流。這些與可翻轉連接器一起可以使USB Type-C成為現代設備的真正通用標準。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-726909.html
到了這里，關于一文讀懂USB Type-C接口 ＜一＞：引腳和功能指南的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網！
