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CVTE_Chris
一、TypeC简介以及历史
自1998年以来,USB发布至今,USB已经走过20个年头有余了。在这20年间,USBIF
组织发布N种接口状态,包括A口、B口、MINIA、MINIB、MicroA、MicroB等等接口形
态,由于各家产品的喜好不同,不同产品使用不同类型的插座,因此悲剧来了,我们也要常
备N中不明用途的接口转接线材。
图1USB协议发布时间节点
而对于TypeC来说,看起来USB标准化组织也是意识到统一和标准化问题,在定义标
准时,除了硬件接口定义上,还增加了一部分“个性化”特点。分别是什么呢?
1.1定义了全新的接口形态
接口大小跟MicroUSB相近,约为8.3mmx2.5mm,支持正反插,同时也规范了对应
的线材,接口定义如下(线材端只有一对USB2.0DATA):

在插座定义上,定义了如下两种插座:
a)全功能的TypeC插座,可以用于支持USB2.0、USB3.1、等特性的平台和设备。
b)USB2.0TypeC插座,只可以用在支持USB2.0的平台和设备上。
在插头定义上,定义了如下三种插头:
a)全功能的TypeC插头,可以用于支持USB2.0、USB3.1、等特性的平台和设备。
b)USB2.0TypeC插头,只可以用在支持USB2.0的平台和设备上。
c)USBTypeCPowerOnly插头,用在那些只需要供电设备上(如充电器)。
在线缆定义上,定义了如下三种线缆:
a)两端都是全功能TypeC插头的全功能TypeC线缆。
b)两端都是USB2.0TypeC插头的USB2.0TypeC线缆。
c)只有一端是TypeC插头(全功能TypeC插头或者USB2.0TypeC插头)的线缆。
还定义了N种为了兼容旧设备的线缆:
a)一种线缆,一端是全功能的TypeC插头,另一端是USB3.1TypeA插头。
b)一种线缆,一端是USB2.0TypeC插头,另一端是USB2.0TypeA插头。
c)一种线缆,一端是全功能的TypeC插头,另一端是USB3.1TypeB插头。
d)一种线缆,一端是USB2.0TypeC插头,另一端是USB2.0TypeB插头。
e)一种线缆,一端是USB2.0TypeC插头,另一端是USB2.0MiniB插头。
f)一种线缆,一端是全功能的TypeC插头,另一端是USB3.1MicroB插头。
g)一种线缆,一端是USB2.0TypeC插头,另一端是USB2.0MicroB插头。
h)一种适配器,一端是全功能的TypeC插头,另一端是USB3.1TypeA插座。
i)一种适配器,一端是USB2.0TypeC插头,另一端是USB2.0MicroB插座。
以上这些线材,我们知道,TypeA接的是HOST,所以转接线中,CC引脚需要接上拉电

阻。TypeB接的是Device,因此CC引脚需要接下拉电阻。
其中,具备全功能的TypeC应该具备EMarker功能,由于具备EMarker,线缆能够被读到
其带电流的能力、特性、线材ID等等。EMarker的供电电源来自于VCONN,如何知道线缆
需要VCONN呢?线缆会通过下拉的电阻Ra,Source检测到之后会提供VCONN。
1.2传输速率,供电效能
最大传输速度10Gb/s,即是USB3.1Gen2标准,也支持4LaneDP模式,传输高清图
像,在供电部分,最大可以支持100W(20V/5A)
1.3“个性化”协商机制
由于端口一致,线材两端接口也一直,为了能够区分两端USB设备的角色
(Host/Device),必须有一套协商机制,便于进行角色确认,这部分通过
CC(ConfigurationChannel)管脚进行设置。后面随着PD规范的面世,CC脚开始被用来做简
单的半双工通信,用来完成POWER供给的协商
1.4强悍的一统天下的态势
由于TypeC的扩展功能(SBU1/SBU2),大部分配件诸如耳机、视频接口、Debug接
口等等都可以实现兼容设计,成功逆袭以往所有的USB标准,成功上位!
二、TypeCPort的DataRole、PowerRole
2.1TypeC的DataRole
在USB2.0端口,USB根据数据传输的方向定义了HOST/Device/OTG三种角色,其中
OTG即可作为HOST,也可作为Device,在TypeC中,也有类似的定义,只是名字有了些
许修改。如下所示:

(1)DFP(DownstreamFacingPort):
下行端口,可以理解为Host或者是HUB,DFP提供VBUS、VCONN,可以接收数据。在协
议规范中DFP特指数据的下行传输,笼统意义上指的是数据下行和对外提供电源的设备。
(2)UFP(UpstreamFacingPort):
上行端口,可以理解为Device,UFP从VBUS中取电,并可提供数据。典型设备是U盘,移
动硬盘。
(3)DRP(DualRolePort):
双角色端口,类似于以前的OTG,DRP既可以做DFP(Host),也可以做UFP(Device),也可
以在DFP与UFP间动态切换。典型的DRP设备是笔记本电脑。设备刚连接时作为哪一种角
色,由端口的PowerRole(参考后面的介绍)决定;后续也可以通过switch过程更改(如果
支持USBPD协议的话)。
2.2TypeC的PowerRole
根据USBPORT的供电(或者受电)情况,USBTypeC将port划分为Source、Sink等
power角色
如下图显示常用设备的DataRole和PowerRole
PowerRole详细可以分为:
a)SourceOnly
b)默认Source,但是偶尔能够通过PDSWAP切换为SINK模式
c)SinkOnly

d)默认SINK,但是偶尔能够通过PDSWAP切换为Source模式
e)Source/SINK轮换
f)SourcingDevice(能供电的Device,显示器)
g)SinkingHost(吃电的Host,笔记本电脑)
三、TypeC的Data/PowerRole识别协商/AltMode
USBTypeC的插座中有两个CC脚,以下的角色检测,都是通过CC脚进行的,但是对于
插头、或者线缆正常只有一个CC引脚,两个端口连接在一起之后,只存在一个CC引脚连
接,通过检测哪一个CC有连接,就可以判断连接的方向。如果USB线缆中有需供电的器
件,其中一个CC引脚将作为VCONN供电。
3.1CC引脚有如下作用:
a)检测USBTypeC端口的插入,如Source接入到Sink
b)用于判断插入方向,翻转数据链路
c)在两个连接的Port之间,建立对应的DataRole
d)配置VBUS,通过下拉电阻判断规格,在PD协商中使用,为半双工模式
e)配置VCONN
f)检测还有配置其他可选的配置模式,如耳机或者其他模式
3.2连接方向、DataRole、PowerRole角色检测
3.2.1SourceSinkConnection
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