USB Type-C 型接口

USB Type-C 接口憑借其自身巧妙的對(duì)稱物理設(shè)計(jì)，以及豐富的數(shù)據(jù)線設(shè)計(jì)，極大的提高了電子設(shè)備連接效率。目前已經(jīng)被絕大多數(shù)電子產(chǎn)品所采用，因此了解 Type-C 接口是很有必要的。

USB Type-C (簡(jiǎn)稱USB-C)，它具有全新的接口尺寸和略顯酷炫的名稱，非常容易使第一次聽到這個(gè)名詞的小伙伴以為這是一種全新的 USB 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際上并不是。Type-C 只是 USB3.1 標(biāo)準(zhǔn)的一部分，僅僅是一個(gè)連接器接口標(biāo)準(zhǔn)，而不是新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

在最新的 USB3.1 標(biāo)準(zhǔn)中，連接器接口標(biāo)準(zhǔn)有三種，分別是：

1. Type-A (Standard-A，傳統(tǒng)電腦上最常見的 USB 接口樣式)
2. Type-B (Micro-B，傳統(tǒng)手機(jī)配備的 USB 接口樣式)
3. Type-C（全新的連接器接口設(shè)計(jì)，不同于 Type-A/B，因此命名為 Type-C）

Type-A/B 型接口，只能傳輸 USB協(xié)議，而且接入有固定的方向，不支持反插。

Type-C 型接口，不局限于傳輸 USB協(xié)議，還支持 DP、PCIe、TBT等協(xié)議。它最偉大之處在于支持正反插，解決了 USB Type-A/B 接口困擾人類幾十年的問題（至少要嘗試 3次以上，才能把 USB Type-A/B 連接器成功相連）。

下圖就是常見 USB Type-A/B 型接口，以及 USB Type-C 型接口。

認(rèn)識(shí) Type-C 接口

下圖分別是 USB Type-C Receptacle 和 Plug 實(shí)物照?？梢郧宄目吹?，連接器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

Receptacle 端，即 Type-C 座子，中間有一個(gè)“舌頭”，舌頭上下分別對(duì)稱排布了 12個(gè)金屬引腳。

Plug 端，即 Type-C 插頭，內(nèi)部 “嘴唇” 上下分別對(duì)稱排布了 12個(gè)彎曲的金屬引腳。

USB 規(guī)范對(duì)兩個(gè)連接器接口的尺寸以及結(jié)構(gòu)件作出了詳細(xì)定義，如下圖所示。

如下圖，是 Type-C 接口的抽象視圖。

當(dāng) Type-C 型公頭和母頭連接后，內(nèi)部上下對(duì)稱排列的24個(gè)引腳都會(huì)分別短接。

了解 Type-C 接口

USB Type-C 型接口，內(nèi)部有 24個(gè)引腳，各司其職。

USB Type-C 型接口內(nèi)部的 24個(gè)引腳，大體可以分為如下幾類。

Power Path：即 Vbus 和 GND，各 4個(gè)，負(fù)責(zé)承擔(dān)最大 5A 電流。

USB2.0 Path：USB2.0 位于 A6/7 或者 B6/7，在接口中間位置。母頭端上下各 1組 USB2.0 D+/- 信號(hào)，公頭端只有 1組 USB2.0 D+/- 信號(hào)。不管正反插總有一組 USB2.0 信號(hào)可以連接。如此 USB Type-C 型接口兼容了 USB2.0協(xié)議。

High Speed Data Path：8個(gè)引腳，一共 4組高速信號(hào)。可傳輸 USB3.1、DP、PCIe、TBT等信號(hào)。

Configuration Channel：配置通道，也叫 cc 引腳。用于設(shè)備偵測(cè)和 PD 協(xié)議通訊。PD2.0 開始在專用的信號(hào)線（cc）上，采用 BMC 通訊。PD1.0 在 Vbus 上采用 FCK 通訊。

Secondary Bus：簡(jiǎn)稱 SBU，也叫 Auxiliary signals，負(fù)責(zé)擴(kuò)展協(xié)議的輔助通訊。例如 DP 的 AUX 通訊，TBT 的 LSTX/LSRX 通訊。

Type-C 實(shí)用的正反插

對(duì)于 USB Type-A 接口，盲插理論上一次插對(duì)的概率是 50%，但是實(shí)際應(yīng)用中大概率都得嘗試 3次以上才能成功接入，堪稱是生活中最奇異的四次元存在。

USB Type-A 接口自誕生已經(jīng)發(fā)展了近二十幾年， 針對(duì) USB Type-A 接口無法正反插的問題，也有一些廠家做出了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了 USB Type-A 的正反插。

例如，有廠家設(shè)計(jì)的 USB Type-A Plug 使用雙面觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了 USB Type-A 接口正反插。

然而，USB Type-A 接口在最初就是防呆設(shè)計(jì)，防止反插的。任何針對(duì) USB Type-A 的改進(jìn)都沒有從根本上解決正反插問題。所以，USB-IF 協(xié)會(huì)提出了全新的 USB Type-C 連接器接口，從根本上解決了正反插問題。

正反插是 USB Type-C 型接口最大的一個(gè)創(chuàng)新，那為什么支持盲插？

首先，物理上支持。Receptacle 和 Plug 兩端尺寸配套，內(nèi)部引腳對(duì)稱。Power、GND、cc、SBU、USB2.0 都是上下對(duì)稱設(shè)計(jì)。正反接，這些信號(hào)都能正確連接。

其次，對(duì)于 2-Lane 的USB3.0、4-Lane 的 DP、PCIe、TBT 等協(xié)議，PD 會(huì)控制一個(gè) MUX 去根據(jù)實(shí)際接入的方向切換信號(hào)順序，以保證通訊正常。

Type-C 接口的了解有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí) Type-C 充電、AltMode 等高級(jí)功能。