USB Type-C是一种USB接口外形标准,拥有比Type-A及Type-B均小的体积,既可以应用于PC(主设备)又可以应用于外部设备(从设备,如手机)的接口类型 [1] 。
USB Type-C有4对TX/RX分线,2对USBD+/D-,一对SBU,2个CC,另外还有4个VBUS和4个地线
如果接收端只需要DP信号,不需要USB 3.1信号,那DP可以利用全部4对TX/RX差分线做输出,从而实现最多4lanes的DP输出,提供高达32.4Gbps的总输出带宽(每条lane可以输出8.IGbps),轻松实现5Kx3K60帧视频,甚至最高可达8K×4K 60帧视频(4:2:0数据),这种模式就是DPonly模式 [2] 。另外为了兼容USB2.0,Type-C还保留了USBD+/D-信号供USB 2.0设备使用,所以只需改用Type-C的接口,USB2.0甚至USB 1.0设备也可以支持正反面插入。值得一提的是,使用USBD+/D-跟上面的DP only 模式配合,可以实现DP+USB2.0模式。DP占用4对TX/RX差分线,USB仅使用D+/D- [2] 。常情况下,USB2.0差分信号只会连接其中一边,因USB Type-C Plug无B6、B7。USB3.1只用到2对TX/RX差分线作为数据线,正插时连接TX1/RX1,反插时连接TX2/RX2.可以看到任意情况下,都会有2对差分线是没有被使用的,DP交替模式就是把DP信号加载到这2对“多余”的差分线上,从而实现USB 3.1+DP同时工作 [2] 。
Type-C还提供了2条CC线和2条SBU线。CC线主要用于Power Delivery 模块(下简称PD)的通讯,CC线首先是用来判断设备插入的方向:正插或反插,如果是正插,主机使用CC1来和设备通讯,反插使用CC2,可以看到CC使用的是单线协议.SBU线在DP功能开启时,化身为DP协议中的AUX_P/AUX_N差分线(它的极性是可以根据正反插方向修改的),负责传输设备的DPCD,EDID等关键信息 [2] 。
在这里需要注意的是,现在大多数人搞不清USB3.1 Gen1和USB3.1 Gen2,他们俩最大的差别就是传输速率的不同,USB3.1 Gen1的最大传输速率可达5Gb/s的理论带宽,USB3.1 Gen2的最大传输速率可达10Gb/s的理论带宽。其实所谓USB 3.1 Gen 1就是原来的USB 3.0,而USB3.1 Gen2才是真正的USB3.1。由于Gen2标准USB3.1的兼容性解决方案尚未成熟,而且价格较高,所以现在大多数厂商宣称支持USB3.1标准的设备,其实都只是使用了USB3.1 Gen1,也就是之前你所认识的USB3.0。
通过对USB3.1的介绍,我们就能发现USB3.1和USB Type-C是两个概念。USB 3.1是一项传输标准,而USB Type-C是一种接口形式(类型)。所以,USB 3.1标准可以支持USB Type A,USB Type B(Micro USB)以及最新的USB Type-C接口类型。而USB Type-C接口也可以采用USB2.0、USB3.0、USB3.1等传输标准。
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对于USB-C接口仅仅用于供电和Debug功能的嵌入式系统,USB-C接口并不需要使用任何芯片控制,通过CC1和CC2各自独立下拉一个5.1k电阻到地即可。对于需要用到大功率供电或者高清视频传输功能的嵌入式设计,则必须要使用USB PD控制芯片。