细谈USB Type-C
自从Apple发布了新MacBook,就一堆人在说USB Type-C。
我来从硬件角度解析下这个USB Type-C,顺便解惑。
特色
尺寸小,支持正反插,速度快(10Gb)。这个小是针对以前电脑上的USB接口说的,实际相对android机上的microUSB还大了点:
USB Type-C:8.3mmx2.5mm
microUSB:7.4mmx2.35mm
而lightning:7.5mmx2.5mm
所以,从尺寸上我看不到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要了。
引脚定义
可以看到,数据传输主要有TX/RX两组差分信号,CC1和CC2是两个关键引脚,作用很多:
- 探测连接,区分正反面,区分DFP和UFP,也就是主从
- 配置Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式
- 配置Vconn,当线缆里有芯片的时候,一个cc传输信号,一个cc变成供电Vconn
- 配置其他模式,如接音频配件时,DP,PCIe时
电源和地都有4个,这就是为什么可以支持到100W的原因。
不要看着USB Type-C好像能支持最高20V/5A,实际上这需要USB PD,而支持USB PD需要额外的PD芯片,所以不要以为是USB Type-C接口就可以支持到20V/5A。
当然,以后应该会出现集成到一起的芯片。
辅助信号sub1和sub2(Side band use),在特定的一些传输模式时才用。
d+和d-是来兼容USB之前的标准的。
这里说一下,USB3.0只有一组RX/TX,速度是5Gb,USB Type-C为了保证正反都可以插就用了两组,但实际上数据传输还是只用了一组RX/TX,速度就已经达到10Gb了。如果后面升级协议,两组都传的话就和Thunderbolt一样20Gb了。
工作流程


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,不知道目前市面上有没有能转换的产品。 USB PD是在CC pin上传输,PD有个VDM (Vendor defined message)功能,定义了装置端ID,读到支持DP或PCIe的装置,DFP就进入替代(alternate)模式。 如果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辅助由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,所以完全替代没问题。而且在DP协议里的替代模式,可以USB信号和DP信号同时传输,RX/TX1传输USB数据,RX/TX2替换为lane0,1两组数据传输,此时可支持到4k。 如果DFP认到device为PCIe,便切换MUX/Configuration Switch,让Type-C USB3.1信号脚改为传输PCIe信号。同样的,PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2来传输数据,RX/TX1传输USB数据。 这样的好处就是一个接口同时使用两种设备,当然了,转换线就可以做到,不用任何芯片。总结
USB Type-C终结了长期以来USB插来插去的缺陷,节省了人们大量的时间,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,太恐怖了。 一个接口搞定了音视频数据三种,体积还算小。可以预见,以后安卓机可以改为USB Type-C接口了,如果只需要USB2.0的话,只需要重做线缆,不用芯片,成本上完全可以忽略不计。 至于Thunderbolt,lightning,该怎样还是怎样吧。百花齐放才是五彩的世界,一统天下的那是某党。- 推荐 Vultr:我已使用超过 5 年觉得还算稳定可靠的便宜 VPS,虽然可能会有 IP 被墙,但欧美亚的机房可以随便切换,美国机房最低每月 $3.5:512M 内存 500G 流量。
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