?USB Type-C已不再是全新話題，這個USB界面協(xié)議，與常見用于筆記型電腦的Type-A或Android手機(jī)的Micro-B之間最大的差異，在于USB Type-C支援正反插的設(shè)計。藉由24根腳位左上與右下對稱的設(shè)計，達(dá)到正插與反插都有一半的腳位可正常動作。最簡單的USB Type-C界面，支援USB 2.0（表1中的D+與D-），將高速訊號對加入，支援USB 3.1 Gen1（5Gbps）或USB 3.1 Gen2（10Gbps）的傳輸速度（表1中的Tx+-與Rx+-）。此外，USB Type-C可透過Power Delivery（以下簡稱PD）協(xié)議，將供電瓦數(shù)由原本的5V/3A向上提升至20V/5A，最新的 USB-C 接口的 USB-IF（USB 開發(fā)者論壇）在其官網(wǎng)上放出了全新的 USB-C 規(guī)范 2.1 修訂版，更是將100W整到240W（USB-C 接口支持 240W 供電后，它會一統(tǒng)江湖嗎？）同時，PD 2.0之后的版本加入了Alternative Mode（以下簡稱Alt-Mode），透過Alt-Mode可重新定義表1的腳位定義，使USB Type-C的接頭除了傳遞資料、電源，還能傳遞影像資訊。

USB Type-C可兼顧資料、電源與影像的傳輸，因此，我們可從數(shù)款新發(fā)售的旗艦款手機(jī)、或最新的筆記型電腦發(fā)現(xiàn)，越來越多裝置采用USB Type-C的介面，成為一種趨勢。以下文章將就USB Type-C規(guī)范，分為資料、電源與影像三個部分進(jìn)行介紹分享！

USB4傳輸速率增至40Gbps

1、傳輸帶寬：USB4最大是40Gbps。

2、傳輸協(xié)議：USB4通過隧道技術(shù)將USB 3.2，DP和PCIe協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)包，同時發(fā)送。

3、DP的傳輸：USB4除了可以通過DP Alt Mode（替代模式）來配置輸出，還可以通過USB4隧道協(xié)議數(shù)據(jù)包來提取出DP數(shù)據(jù)。

4、PCIe的傳輸：USB4支持PCIe的傳輸，通過USB4隧道協(xié)議數(shù)據(jù)包來提取出PCIe數(shù)據(jù)。

5、TBT3的傳輸：USB4支持TBT3的傳輸，就是通過USB4隧道協(xié)議數(shù)據(jù)包來提取PCIe和DP數(shù)據(jù)。

6、Host to Host：主機(jī)和主機(jī)之間通信，USB4支持。主要是USB4支持PCIe協(xié)議才能支持這個功能。

注：隧道技術(shù)可以看作是將不同協(xié)議的數(shù)據(jù)整合到一起的技術(shù)，通過數(shù)據(jù)包頭來區(qū)分類型。

在USB4中，DisplayPort視頻、USB 3.2數(shù)據(jù)和PCIe數(shù)據(jù)是可以在同一個通道傳輸?shù)模@是兩者最大的差異?？梢钥聪聢D來加深理解。

USB4通道可以想象成可以通行各種類型車輛的車道，USB數(shù)據(jù)，DP數(shù)據(jù)和PCIe數(shù)據(jù)想象成不同的車。同一個車道有不同的車排成隊在有序行駛，USB4同一個通道傳輸不同類型的數(shù)據(jù)也是這個原理。USB3.2，DP和PCIe數(shù)據(jù)先匯聚在一起，通過同一個通道發(fā)送出去，到對方的設(shè)備，然后再分離出3種不同類型的數(shù)據(jù)來。圖片

PPS規(guī)范滿足快充需求接著探討與電源相關(guān)的PPS

過去，人們?yōu)榱丝s短充電速度，藉由提高充電器的輸出電壓，以增加進(jìn)入手機(jī)的充電瓦數(shù)。然而，因為手機(jī)內(nèi)的降壓線路將高壓降轉(zhuǎn)為低壓的效率不高，導(dǎo)致手機(jī)充電有發(fā)熱情形。

為解決此問題，希望能將手機(jī)內(nèi)的降壓線路移除，使充電器的輸出直接接到手機(jī)電池端，輸出可隨電池電壓的變動而調(diào)整，因此有PPS的定義。

PPS如同標(biāo)準(zhǔn)固定輸出的PD，定義出四種標(biāo)準(zhǔn)電壓：5V（可調(diào)3~5.9V）、9V（可調(diào)3~11V）、15V（可調(diào)3~16V）、20V（可調(diào)3~21V ），在每一組可調(diào)的電壓范圍內(nèi)，受電方可依據(jù)供電的電流狀況對電源供應(yīng)器作最小20mV電壓步徑或50mA電流步徑的調(diào)整。

如果再配合芯片廠商最新開發(fā)出用于設(shè)備端不同倍數(shù)的Voltage Scaler，以3A的線材即可對電池作6A、9A或12A的大電流充電。

以USB芯片供應(yīng)商威鋒電子為例，該公司旗下專為充電器使用的USB Type-C PD DFP芯片VP300，本身支援PD 3.0和QC3.0協(xié)議，芯片內(nèi)部整合TL431，可直接透過光耦元件反饋給一次側(cè)AC-DC的電源控制芯片。

除針對AC-DC所設(shè)計的TL431反饋回路，VP300同時整合I2C與FB參考電壓的回饋，可針對不同DC-DC的需求進(jìn)行控制。內(nèi)建5V LDO毋須外接電源線路，可讓Vconn供應(yīng)70mW的電源給E-Marker。

另外，在USB Type-C的1.3版本，新增Vconn Power Device（VPD）規(guī)范，VPD裝置不僅可接受由原本的Vbus供電，也能接受由Vconn提供的最低3V電壓。最低3V的目的，在于移動式裝置內(nèi)常放置一顆鋰電池，單顆鋰電池的最低放電電壓一般設(shè)定在3V。

以前，透過USB接口的Vbus供電時，供電端須將電池電壓透過升壓線路升到5V，而受電端會將5V透過降壓芯片降到3.3V或1.8V，給內(nèi)部其他芯片使用，造成兩邊都進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換而損失效能。

若能透過Vconn直接將電池的電壓有效供應(yīng)，毋需供電方或受電方放置其他的電源轉(zhuǎn)換芯片，就可以大幅提升整體電源的轉(zhuǎn)換效率。

至于前面所提到的E-Marker，放在兩頭都是USB Type-C的線材之中，就像是線材的身分證，用以存儲線材的資料，其包含可負(fù)載的電流（3A或5A） 、USB速度（USB 2.0或USB 3.1）、線材的耐壓等，而E-Marker所需的電源，是由供電方從Vconn之中所提供。

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(zhuǎn)換的產(chǎn)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(jìn)入替代（alternate）模式。

如果DFP認(rèn)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(xié)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(shù)據(jù)，RX/TX2替換為lane0，1兩組數(shù)據(jù)傳輸，此時可支持到4k。

如果DFP認(rèn)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(shù)據(jù)，RX/TX1傳輸USB數(shù)據(jù)。

這樣的好處就是一個接口同時使用兩種設(shè)備，當(dāng)然了，轉(zhuǎn)換線就可以做到，不用任何芯片。

總結(jié)我們的理解

USB Type-C終結(jié)了長期以來USB插來插去的缺陷，節(jié)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(shù)據(jù)三種，體積還算小?？梢灶A(yù)見，以后安卓機(jī)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，不用芯片，成本上完全可以忽略不計，至于蘋果的干兒子，英特爾的親兒子，Thunderbolt接口在TYPE C接口的定位，明天繼續(xù)和大家聊。