自从Apple发布了新MacBook,就一堆人在说USB Type-C。我来从硬件视点解析下这个USB Type-C,趁便解惑。尺度小,支撑正反插,速度快(10Gb)。这个小是针对曾经电脑上的USB接口说的,实践相对android机上的microUSB还大了点:
特征
USB Type-C:8.3mmx2.5mm
microUSB:7.4mmx2.35mm
而lightning:7.5mmx2.5mm
所以,从尺度上我看不到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求了。
引脚界说
能够看到,数据传输主要有TX/RX两组差分信号,CC1和CC2是两个要害引脚,效果许多:
勘探衔接,区别正反面,区别DFP和UFP,也便是主从
装备Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery两种形式
装备Vconn,当线缆里有芯片的时分,一个cc传输信号,一个cc变成供电Vconn
装备其他形式,如接音频配件时,dp,pcie时
电源和地都有4个,这便是为什么能够支撑到100W的原因。
不要看着USB Type-C如同能支撑最高20V/5A,实践上这需求USB PD,而支撑USB PD需求额定的pd芯片,所以不要以为是USB Type-C接口就能够支撑到20V/5A。
当然,今后应该会呈现集成到一同的芯片。
辅佐信号sub1和sub2(Side band use),在特定的一些传输形式时才用。
d+和d-是来兼容USB之前的规范的。
这儿说一下,USB3.0只要一组RX/TX,速度是5Gb,USB Type-C为了确保正反都能够插就用了两组,但实践上数据传输仍是只用了一组RX/TX,速度就现已到达10Gb了。假如后边晋级协议,两组都传的话就和DisplayPort相同20Gb了。
作业流程
上图DFP (Downstream Facing Port)也便是主, UFP (Upstream Facing Port) 为从。除了DFP、UFP,还有个DRP (Dual Role port),DRP能够做DFP也能够做UFP。当DPR接到UFP,DRP转化为DFP。当DRP接到DFP,DRP转化为UFP。两个DRP接在一同,这时便是恣意一方为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。未衔接时,DFP的VBUS是无输出的。衔接后,CC pin相连,DFP的CC pin会检测到UFP的下拉电阻Rd,阐明衔接上了,DFP就翻开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认接口刺进的方向,趁便切换RX/TX。
电阻Rd=5.1k,电阻Rp为不确认的值,依据前面的图看到USB Type-C有几种供电形式,靠什么来鉴别?就靠Rp的值,Rp的值不相同,CC pin检测到的电压就不相同,然后来操控DFP端履行哪种供电形式。
需求留意的是,上图里画了两个CC,实践上在不含芯片的线缆里只要一根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。
当CC pin两个都接了下拉电阻=Ra,DFP进入音频配件形式,左右声道,mic都齐全,如上图。
USB Type-C和DisplayPort,PCIE
USB PD是BMC编码的信号,而之前的USB则是FSK,所以存在不兼容,不知道现在市面上有没有能转化的产品。
USB PD是在CC pin上传输,PD有个VDM (Vendor defined message)功用,界说了设备端ID,读到支撑DP或PCIe的设备,DFP就进入代替(alternate)形式。
假如DFP认到device为DP,便切换MUX/Configuration Switch,让Type-C USB3.1信号脚改为传输DP信号。AUX辅佐由Type-C的SBU1,SUB2来传。HPD是检测脚,和CC差不多,所以共用。
而 DP有lane0-3四组差分信号, Type-C有RX/TX1-2也是四组差分信号,所以彻底代替没问题。并且在DP协议里的代替形式,能够USB信号和DP信号一起传输,RX/TX1传输USB数据,RX/TX2替换为lane0,1两组数据传输,此刻可支撑到4k。
假如DFP认到device为DP,便切换MUX/Configuration Switch,让Type-C USB3.1信号脚改为传输PCIe信号。相同的,PCIe运用RX/TX2和SBU1,SUB2来传输数据,RX/TX1传输USB数据。
这样的优点便是一个接口一起运用两种设备,当然了,转化线就能够做到,不必任何芯片。
总结
USB Type-C终结了长期以来USB插来插去的缺点,节省了人们很多的时刻,换一次方向至少2s吧,按全球10亿人每天插拔一次USB,50%概率插错,共耗时277000多小时,约为31年,太恐惧了。一个接口搞定了音视频数据三种,体积还算小。能够预见,今后安卓机能够改为USB Type-C接口了,假如只需求USB2.0的话,只需求重做线缆,不必芯片,本钱上彻底能够忽略不计。至于Thunderbolt,lightning,该怎样仍是怎样吧。百家争鸣才是彩色的国际。
这儿趁便介绍一下 衔接器龙头 富士康的 Type-C衔接器 的详细参数
富士康衔接器主要参数