最新推出的USB Type-C速度更快、电力传输效能更佳，更可援助多种影音传输协议。不过，由于功用与用处更为杂乱，运用开发者在整合USB Type-C介面时，也得把更多细节考虑进去。善加运用参阅规划，将可有用处理运用开发过程中遇到的疑难杂症。
大多数常用的电子设备，都配有某品种型的通用序列汇流排(USB)衔接埠。此类衔接埠包含Micro、Mini、Type-A，且皆可选用不同的规范，例如2.0或是更新的3.1。相较于这些衔接埠，USB Type-C的功用可说有了大幅的跃进，而且速度更快、电力传输效能更佳。运用此更为先进的接头，可处理其前代产品呈现的一切问题。Type-C可处理高速材料、视讯以及许多电力。藉由Type-C的这些扩大功用，顾客只须运用Type-C衔接线即可完成充电、串流视讯或传输材料，不用再大费周章地运用各种衔接线。制造商基本上只须在其设备中供给与开发Type-C衔接埠即可援助不同用处。
援助多通讯协议 Type-C进步设备可用性
Type-C的多功用性使得规划变得十分杂乱，由于在运用衔接线、衔接埠、Dongles和集线器时，USB极为简略的内部运作现已为较杂乱的嵌入式元件所代替。看似简略的HDMI转Type-C衔接线在规划上却不简略，原因就在于需求嵌入式设备。在开发Type-C处理方案时呈现两个首要难题，第一是处理衔接埠可以供给的大规模电力。第二是防止因援助的通讯规范添加而或许发生的通讯失利问题。当衔接两个设备时，电力传输(Power Delivery, PD)协议即初步履行。
该程序需求针对传输的电量、电源供应器与电力耗费设备进行洽谈。由于此通讯需求侦测、读取与处理类比和数位信号，因此需求透过主机衔接埠、衔接线或Dongles中的嵌入式MCU取得MCU功用。当设备或主机互相无法援助且无法树立通讯时，就会发生毛病。侦测到信号后会将信号传输至主机，而且需求进一步的MCU功用。
USB Type-C不光可以削减运用的衔接线，还可保证设备之间顺畅协作，为运用者和顾客的日子带来相当大的便利性，但却也会为规划者和开发人员带来费事。现在，市面上已有许多类型的USB衔接埠和衔接线，包含Mini、Micro、Type-A、Type-B等。繁复的品种很简略形成混杂，例如举动电话的衔接埠与笔记型电脑的衔接埠不同，而笔记型电脑的衔接埠又和数位相机的衔接埠不同。USB Type-C 将大部分的衔接缩减成单一规范(图1)，可包括一切设备并进步可用性。USB Type-C可援助多个通讯协议，而且可向后相容于USB 2.0。监视器、耳机、充电器以及键盘等简直一切配件都能运用USB Type-C与电脑、平板电脑和智慧型手机等设备进行通讯。
图1 USB Type-C插座衔接埠使其他衔接契合单一规范。
衔接埠与衔接线的装备如图2、图3所示。由于插座衔接埠中的信号选用对称规划，因此翻转插头并不会形成任何问题。USB 3.1 SuperSpeed TX/RX、VBUS、GND以及一切其他引脚会正确衔接，不用考虑方向性。从运用者视点来看，由于Type-C衔接线可以任一方向刺进，因此是Type-A衔接埠的升级版。
图2 USB Type-C插座衔接埠
图3 USB Type-C插头引出线
USB Type-C具有多功用且便利易用，但却添加了选用USB Type-C的设备的内部杂乱性。尽管添加功率容量，可供给高达100W的电力，为高电流设备充电，但也为不需求如此高功率的设备形成问题。电力传输协议也因此应运而生。PD可保证透过任何衔接设备传输或取得恰当规模的功率。
主机下行/设备上行衔接埠 两者须在功率达到共同
在评论USB Type-C之前，有必要先对设备、主机、电源供应器(电源)和电源接纳器(耗费设备)进行区别。主机纷歧定是电源，因此这两个名词不可以替换运用。主机建议一切通讯而设备做出回应。一般来说，主机是下行衔接埠(或称为DFP);设备则是上行衔接埠(或称为UFP)。假如衔接两台主机，则主机可充任两层用处衔接埠(或称为DRP)，在主机和设备人物之间切换。以下比如针对上述词汇供给阐明：将键盘衔接至笔记型电脑时，键盘是UFP和耗费设备，而笔记型电脑是DFP和电源。
衔接设备之间的初始电力传输协议是透过一系列电阻器履行，当Type-C插头刺进插座时，这些电阻器充任CC线路上的分压器。由于插头中的CC线路会衔接至插座中的CC1或CC2，因此插座只需丈量CC1和CC2线路上的电压，即可断定插头的方向。上拉电阻的不同数值可传达电源可以供给的电流量，一起可确认UFP和DFP别离是什么。电力耗费设备没有办法透过不同的下拉电阻值指出其耗费的电流量，而是有必要不断地调整其负载以契合电源供应器可供给的最大电流。
为了可以正确读取分压器，两个设备都需求有类比处理单元，一般是以MCU内部精准的ADC方法呈现。ADC可继续丈量CC线路上的电压，藉此监控插头与插座之间的衔接。MCU也称为PD操控器，可处理完好的实体层以及上层协议，也会与正在传输或接纳的功率进行洽谈。若针对简略的Type-C运用，功率洽谈机制可运用电阻中止。可是为了供给更具适应性的规划，设备可透过在CC线路上进行通讯，关于不同的设定达到共同意见。
决议插头方向以及初始功率之后，设备会运用CC线路互相通讯(图4)。透过这种方法，设备可以在不同的电源功率上达到共同，而且指定耗费设备或电源，以即时调理电力传输。CC线路通讯也可以用于告诉将运用的通讯类型。如从前所述，USB Type-C可于高速线路、USB 2.0等进行通讯。设备会告诉这些线路中可以透过CC线路运用的线路。可是并非一切设备都援助一切通讯协议。
图4 USB Type-C通道线路拓扑
假如两个衔接设备互相并不援助，则会呈现毛病。举例来说，假如只能从主机接纳视讯的监视器衔接至无法援助或供给视讯材料的主机，将会呈现毛病。假如发生这种状况，主机依然无法获悉失利，原因是无法树立通讯。有鉴于此，USB Type-C规范要求监视器上的嵌入式设备或是设备端作为毛病防护设备，也称为告示设备。告示设备会在无法树立通讯的D+和D-线路上透过USB 2.0规范将信号传送至主机。然后，主机会告诉运用者两个设备并不相容(图5)。告示设备一般会是MCU，或许和PD操控器相同。
完成旧设备转接 Dongle扮演功率洽谈人物
如要运用者想要运用不援助USB Type-C的旧型周边设备，则需求运用转化线或Dongle。有几点需求解说，第一是简略的USB 2.0转Type-C。由于USB 2.0不援助较高速度，且在Vbus上不需求5V或3A以上的电压或电流，因此衔接线只须将D+/D-、Vbus和GND传送至接头即可。而比较困难的是怎么开发Type-C转Type-C衔接线、转化USB 3.0/1为Type-C的Dongle，或是在Vbus上需求5V或3A以上电压或电流的设备。
图6 USB Type-C转Type-C衔接线
在这些状况下，Dongle成为两个设备间功率洽谈的一部分，要求衔接线或Dongles具有嵌入式PD操控器。PD操控器初步是透过设定为5V的Vbus或是Vconn线路供电，接下来会与主机洽谈，就Vbus线路中的电源功率达到共同意见。图6显现电子符号的衔接线组件，或EMCA典范，将两个Type-C设备衔接在一起。PD操控器的电源可由Vconn1或Vconn2供给。EMCA会告诉其在CC线路上的最大功率容量，电源则会作出相应调整。
代替形式(Alternate Mode)是Type-C介面的功用延伸，可答应Display Port、PCIe或其他通讯协议运用USB 3.1 SuperSpeed线。当转接器与相容主机衔接时，将会进入代替形式。援助代替形式的Dongle需求额定的预防措施与嵌入式设备。Dongle有必要奉告主机其是否可以进入代替形式以防止无消息过错。
Dongle透过告示设备进行告诉，而USB Type-C PD规范则授权任何代替形式配件履行告示设备。图6显现可将旧型视讯衔接埠转化为Type-C的衔接线。假如Type-C设备不援助旧型视讯格局，PD操控器将告诉告示设备，接下来再将过错状况奉告Type-C设备。
比显现埠/Type-C转Type-C愈加杂乱的是扩大基座或集线器，其有必要援助许多设备的充电。集线器可所以多个Type-C或Type-A衔接埠、HDMI、PCIe等的组合(图7)。此集线器需多个嵌入式设备，才干成功援助衔接设备。依据衔接设备的不同，每个衔接埠所需的电量不同。考虑到这一点，每个衔接埠或许需求一个PD设备。
图7 多接头 Type-C集线器衔接线
任何视讯衔接埠(例如显现埠、VGA或HDMI)都需求告示设备。此外，集线器需求设备来操控传到主机的流量。这一点比较Type-A集线器并无太大改变，由于须防止线路上发生磕碰，而且保证一次只要一个设备与主机通讯。明显，相关于从前简略的集线器，现在关于规划的要求更杂乱、更苛刻。 更形杂乱的规划重担并不需求完全由开发人员承当。Silicon Labs供给开发板、PD程式库、告示原始码以及用于Dongle、扩大基座和设备衔接埠的典范码。客 户假如在开发新Type-C设备时运用这些东西，可大幅削减投入USB Type-C开发的时刻和精力。
开发板处理方案简化Type-C规划
以下是该公司所供给的开发板，可运用充电功用履行VESA DisplayPort代替形式转接器。相似的开发设备可透过单一衔接埠完成供电、充电以及视讯传输，从而添加主机上单一Type-C衔接埠的功用。开发板上有两个PD操控器，每个衔接埠会运用一个，而告示设备会透过另一个与DisplayPort调配运用。参阅规划可处理切换至代替形式、充电、奉告主机过错状况，而且保证电力正确传输至显现埠与主机。
从开发板初步(图8)，在供给的韧体上作业，要比树立新平台并从头初步编写韧体来得轻松、快速。制造商和供货商藉此可认为Type-C处理方案供给更多功用，速度也比竞争对手更快。
图8 开发板上有两个PD操控器，可运用充电功用履行VESA Display-Port代替形式转接器。
该公司的MCU(例如，Busy Bee3)简化了Type-C的规划，将PD功用融入仅3×3mm2的单晶片中，并供给精细震动器、硬体PD PHY层级，而且为客户供给低物料本钱PD处理方案。
参阅规划中运用的Universal Bee1是供给告示功用的单晶片处理方案。整合式稳压器、精细震动器、USB 2.0PHY层级以及USB引脚上的±8KV ESD维护，使得此3×3mm2设备可以履行告示功用，而无需外部元件。
USB Type-C是因应未来趋势的规范。从塞满缆线的抽屉中找出正确的转化头或是缆线端的日子已不复见。展望未来，挑选衔接线时需求判别衔接线是插头或是插座，以及衔接线是否可以处理较高的电量。
现在，市场上已呈现只选用Type-C 衔接埠的智慧型手机、平板电脑和笔记型电脑，而这些前驱设备仅仅一个初步。尽管如此，Type-C还需求嵌入式设备和韧体来处理许多功用，因此也为开发人员和制造商在移转设备时带来巨大压力，而Silicon Labs具有参阅规划、程式库、韧体以及援助团队，便可专门帮忙简化Type-C在广泛运用中的需求。
