您當前所在的位置:首頁 > 新聞中心 > 公司新聞

USB TYPEC接口標準--有線接口時代的最后王者

發布時間:2016-09-29作者:admin次數:101次

        2015年3月,Apple發布了新MacBook,采用了USB Type-C,此舉引發業界熱議,蘋果前所未有的放棄自己的封閉體系,意味著TYPEC有望統一所有手機、平板、PC等設備的有線接口,在有線時代終結前,形成大統一。      現在從硬件角度解析下這個USB Type-C,順便解惑。
        尺寸小,支持正反插,速度快(10Gb)。這個小是針對以前電腦上的USB接口說的,實際相對android機上的microUSB還大了點:
        特色
        USB Type-C:8.3mmx2.5mm
        microUSB:7.4mmx2.35mm
        而lightning:7.5mmx2.5mm
        所以,從尺寸上我看不到USB Type-C在手持設備上的優勢。而速度,只能看視頻傳輸是否需要了。
        引腳定義

        可以看到,數據傳輸主要有TX/RX兩組差分信號,CC1和CC2是兩個關鍵引腳,作用很多:
        探測連接,區分正反面,區分DFP和UFP,也就是主從
        配置Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery兩種模式
        配置Vconn,當線纜里有芯片的時候,一個cc傳輸信號,一個cc變成供電Vconn
        配置其他模式,如接音頻配件時,dp,pcie時
        電源和地都有4個,這就是為什么可以支持到100W的原因。

        不要看著USB Type-C好像能支持最高20V/5A,實際上這需要USB PD,而支持USB PD需要額外的pd芯片,所以不要以為是USB Type-C接口就可以支持到20V/5A。
        當然,以后應該會出現集成到一起的芯片。
        輔助信號sub1和sub2(Side band use),在特定的一些傳輸模式時才用。
        d+和d-是來兼容USB之前的標準的。
        這里說一下,USB3.0只有一組RX/TX,速度是5Gb,USB Type-C為了保證正反都可以插就用了兩組,但實際上數據傳輸還是只用了一組RX/TX,速度就已經達到10Gb了。如果后面升級協議,兩組都傳的話就和DisplayPort一樣20Gb了。
        工作流程

        上圖DFP (Downstream Facing Port)也就是主, UFP (Upstream Facing Port)為從。除了DFP、UFP,還有個DRP (Dual Role
        port),DRP可以做DFP也可以做UFP。當DPR接到UFP,DRP轉化為DFP。當DRP接到DFP,DRP轉化為UFP。兩個DRP接在一起,這時就是任意一方為DFP,另一方為UFP。
        在DFP的CC
        pin有上拉電阻Rp,在UFP有下拉電阻Rd。未連接時,DFP的VBUS是無輸出的。連接后,CC pin相連,DFP的CC
        pin會檢測到UFP的下拉電阻Rd,說明連接上了,DFP就打開Vbus電源開關,輸出電源給UFP。 而哪個CC pin(CC1,CC2)檢測到下拉電阻就確定接口插入的方向,順便切換RX/TX。
        電阻Rd=5.1k,電阻Rp為不確定的值,根據前面的圖看到USB Type-C有幾種供電模式,靠什么來甄別?就靠Rp的值,Rp的值不一樣,CC pin檢測到的電壓就不一樣,然后來控制DFP端執行哪種供電模式。
        需要注意的是,上圖里畫了兩個CC,實際上在不含芯片的線纜里只有一根cc線。
        含芯片的線纜也不是兩根cc線,而是一根cc,一根Vconn,用來給線纜里的芯片供電(3.3V或5V),這時就cc端沒有下拉電阻Rd,而是下拉電阻Ra,800-1200歐。

        當CC pin兩個都接了下拉電阻<=Ra,DFP進入音頻配件模式,左右聲道,mic都俱全,如上圖。
        USB Type-C和DisplayPort,PCIE
        USB PD是BMC編碼的信號,而之前的USB則是FSK,所以存在不兼容,不知道目前市面上有沒有能轉換的產品。
        USB PD是在CC pin上傳輸,PD有個VDM (Vendor defined message)功能,定義了裝置端ID,讀到支持DP或PCIe的裝置,DFP就進入替代(alternate)模式。
        如果DFP認到device為DP,便切換MUX/Configuration Switch,讓Type-C USB3.1信號腳改為傳輸DP信號。AUX輔助由Type-C的SBU1,SUB2來傳。HPD是檢測腳,和CC差不多,所以共用。
        而DP有lane0-3四組差分信號,Type-C有RX/TX1-2也是四組差分信號,所以完全替代沒問題。而且在DP協議里的替代模式,可以USB信號和DP信號同時傳輸,RX/TX1傳輸USB數據,RX/TX2替換為lane0,1兩組數據傳輸,此時可支持到4k。
        如果DFP認到device為DP,便切換MUX/Configuration Switch,讓Type-C USB3.1信號腳改為傳輸PCIe信號。同樣的,PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2來傳輸數據,RX/TX1傳輸USB數據。
        這樣的好處就是一個接口同時使用兩種設備,當然了,轉換線就可以做到,不用任何芯片。
        總結
        USB Type-C終結了長期以來USB插來插去的缺陷,節省了人們大量的時間,換一次方向至少2s吧,按全球10億人每天插拔一次USB,50%概率插錯,共耗時277000多小時,約為31年,太恐怖了。
        一個接口搞定了音視頻數據三種,體積還算小??梢灶A見,以后安卓機可以改為USB Type-C接口了,如果只需要USB2.0的話,只需要重做線纜,部分功能需要加上接口芯片,成本上完全可以忽略不計。
        至于Thunderbolt,lightning,該怎樣還是怎樣吧。百花齊放才是五彩的世界。深圳市樂得瑞科技有限公司,已經率先在業界推出了TYPEC適配器、移動電源、轉接線解決方案,為全面支持TYPEC做好了充分準備
一鍵撥號 一鍵導航
北京赛车玩法