什么是USB TYPE-C（下）
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首先讓讓我們直接從USB TYPE-C 的Spec上截一個(gè)USB TYPE-C母座的pin腳圖來(lái)看看：
圖1 USB TYPE-C母座引腳圖摘自USB TYPE-C SPEC
可以看出，母座上有24根信號(hào)，其中電源和地占據(jù)了8根，用于提升電流傳輸能力，剩下16個(gè)，用于傳輸U(kuò)SB2.0的兩組信號(hào)是交叉相連的，去掉重復(fù)的兩個(gè)，一共是14個(gè)信號(hào)。包括我們所熟悉的2組共8根可用于傳輸usb3數(shù)據(jù)的RXx和TXx，USB2.0數(shù)據(jù)信號(hào)D+，D-和SBU1，SBU2，CC1，CC2。 其中SBU1，SBU2，CC1，CC2是傳統(tǒng)的USB接口所沒(méi)有的信號(hào)。CC是USB TYPE-C接口的靈魂所在，承載了TYPE-C連接過(guò)程中的傳輸方向確認(rèn)和正反插確認(rèn)功能，以及USB PD BCM碼信號(hào)傳輸功能，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的功能配置。兩根線CC線，當(dāng)其中一根CC作為TYPE-C接口的配置信號(hào)時(shí)，另一個(gè)CC則作為電纜上EMARKER芯片的供電電源。剩下的SBU1和SBU2為輔助信號(hào)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景具有不同的用途。例如在ALT MODE 模式下進(jìn)行DP信號(hào)傳輸時(shí)，作為音頻傳輸通道，在進(jìn)入TYPE-C模擬音頻耳機(jī)附件模式，則作為麥克風(fēng)信號(hào)傳輸通道。
那么，被提及最多的正反插，究竟是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？秘訣在于CC公頭上。讓我們來(lái)看CC公頭的結(jié)構(gòu)。
圖2 TYPE-C公頭的信號(hào)結(jié)構(gòu)
對(duì)比母座接線圖，我們可以看出，公頭只有一個(gè)CC，另外一個(gè)CC變成了VCONN，于是，當(dāng)公頭插入母座的時(shí)候，公頭上的CC可能跟母座上的CC1連在一起，也可能跟母座的CC2連接在一起，分別對(duì)應(yīng)著正插和反插兩種情況。母座上需要用一顆芯片來(lái)檢測(cè)是CC1建立了連接，還是CC2建立了連接，從而控制設(shè)備內(nèi)部的SWITCH，來(lái)正確的適配數(shù)據(jù)傳輸，或者是音視頻傳輸?shù)男盘?hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系。
弄清了傳輸接口結(jié)構(gòu)以及正反插識(shí)別原理之后，我們來(lái)看看電流傳輸?shù)募?xì)節(jié)問(wèn)題，根據(jù)USB-IF發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，各版本的USB接口，電流傳輸能力如下：
圖3 USB標(biāo)準(zhǔn)級(jí)最大傳輸功率摘自USB TYPE-C SPEC從上表可以看出USB Type-C并不是必然支持20V/5A，默認(rèn)情況下，只支持5V3A，必須在具備USB PD通信能力，并且傳輸線上有Emarker芯片的情況下，才可能支持到 20V/5A。當(dāng)然，相對(duì)于制定標(biāo)準(zhǔn)這件工作本身的難度來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)USB PD芯片和EMARKER芯片其實(shí)是小菜一碟。正常情況下，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后的半年內(nèi)會(huì)有樣片，一年內(nèi)會(huì)批量生產(chǎn)。例如國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了支持CC logic的LDR6013芯片，以及支持USB PD的LDR6021和LDR6023芯片。
電能傳輸?shù)那闆r，已經(jīng)了解了，讓我們了解一下，具體的數(shù)據(jù)傳輸。在傳統(tǒng)TYPE-A USB3.0接口中，有一組rx和一組tx，共4根高速信號(hào)傳輸線，最高可以傳輸5G帶寬信號(hào)。而TYPE-C接口，則一共有兩組rx和兩組tx，共8根高速信號(hào)傳輸線，這是出于正反插考慮，對(duì)于USB3.0信號(hào)傳輸，每次只用其中一組。另外，還可以分開來(lái)使用，利用PD協(xié)商，進(jìn)入ALT模式，把其中4根用于傳輸U(kuò)SB3.x信號(hào)，另外4根與sbu1和sbu2組合起來(lái)，用于傳輸2 lane的DP信號(hào)。也可以協(xié)商成8根差分線，與sbu1，sbu2組合，全部用于傳輸DP信號(hào)。這樣就是4lane的 DP信號(hào)了，最高分辨率可以上到8K。這些靈活的應(yīng)用，讓type-c接口被賦予了無(wú)限的可能。說(shuō)到底，就是能夠進(jìn)行電源、數(shù)據(jù)、音視頻傳輸，而且都比舊的傳輸線的傳輸性能更優(yōu)秀。真的是走別人的路，讓別人無(wú)路可走了。當(dāng)然，TYPE-C雖然這么牛B，卻不要忘了，有線的傳輸還有另外一位高手，那就是光纖。其傳輸?shù)臉O限帶寬，是按照T(1000G)來(lái)計(jì)算的。而且，現(xiàn)有的TYPE-C電能傳輸能力又足以支撐光纖MODEN。所以，如果在現(xiàn)有TYPE-C電纜基礎(chǔ)上，把8根高速信號(hào)傳輸線換成一根光纖，誰(shuí)知道會(huì)發(fā)生什么呢？
總結(jié)以上，USB Type-C終結(jié)了長(zhǎng)期以來(lái)USB需要通過(guò)試錯(cuò)法來(lái)多次重插的歷史，節(jié)省了人們大量的時(shí)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(cuò)，共耗時(shí)277000多小時(shí)，約為31年，太恐怖了。一個(gè)接口搞定了電能、數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)三種傳輸需求，體積又小。可以預(yù)見(jiàn)，以后手機(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，部分功能需要加上接口芯片，成本上完全可以忽略不計(jì)。而手機(jī)上到USB3.0，則真正的革命就要出現(xiàn)了。PC機(jī)可能不再被需要，一個(gè)手機(jī)，通過(guò)TYPE-C口輸出DP，接入顯示器就可以完成電腦的功能了。如果接上VR，那么整個(gè)世界都不一樣了。請(qǐng)問(wèn)，還有誰(shuí)會(huì)需要PC，筆記本電腦，這類20世紀(jì)的遺產(chǎn)嗎？
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接上一篇所述，2015年3月，Apple發(fā)布了新MacBook，采用了USB Type-C，此舉引發(fā)業(yè)界熱議，蘋果前所未有的放棄自己的封閉體系，意味著TYPE-C接口有望統(tǒng)一所有手機(jī)、平板、PC等設(shè)備的有線接口，在有線時(shí)代終結(jié)前，形成接口和電纜大統(tǒng)一。下面讓我們來(lái)深入了解，TYPE-C接口的內(nèi)部的實(shí)際結(jié)構(gòu)，探究它一系列神奇特性的由來(lái)。
