【转帖】浅谈笔记本采用USB-C/type-c充电供电接口的优势

guhao

　　笔记本采用USB-C/type-c充电供电接口的优势：尺寸小、支持正反插、传输速度高达10Gb/s、充电可达100W。

　　尺寸特色：
　　尺寸小是针对以前电脑上的 USB 接口而言，实际相对 android 机上的 microUSB 还大了点：
　　USB Type-C：8.3mmx2.5mm
　　microUSB：7.4mmx2.35mm
　　lightning：7.5mmx2.5mm
　　所以，从尺寸上看不到 USB Type-C 在手持设备上的优势，而速度，只能看视频传输是否需要了。

　　引脚定义：

　　数据传输主要有 TX/RX 两组差分信号，CC1 和 CC2 是两个关键引脚，作用很多：
　　探测连接，区分正反面，区分 DFP 和 UFP，也就是主从
　　配置 Vbus，有 USB Type-C 和 USB Power Delivery 两种模式
　　配置 Vconn，当线缆里有芯片的时候，一个 cc 传输信号，一个 cc 变成供电 Vconn
　　配置其他模式，如接音频配件时，dp，pcie 时
　　电源和地都有 4 个，这就是为什么可以支持到 100W 的原因。


　　不要看着 USB Type-C好像能支持最高 20V/5A，实际上这需要 USB PD，而支持 USB PD需要额外的 PD 芯片，所以不要以为是 USB Type-C 接口就可以支持到 20V/5A。
　　当然，以后应该会出现集成到一起的芯片。
　　辅助信号 sub1和 sub2(Side band use)，在特定的一些传输模式时才用。
　　d+ 和 d- 是来兼容 USB 之前的标准的。
　　USB PD（USB Power Delivery Specification）简单来说它是充电协议，由于Intel主导，与之竞争的是QuickCharge，其由高通主导。据悉，USB  PD 3.0将充电能力扩大为目前的10倍，最高可达100瓦，简单来说就是提高充电能力，用USB-C就能为你的笔记本电脑充电。
　　这里说一下，USB3.0 只有一组 RX/TX，速度是 5Gb，USB Type-C 为了保证正反都可以插就用了两组，但实际上数据传输还是只用了一组 RX/TX,速度就已经达到 10Gb了。如果后面升级协议，两组都传的话就和 DisplayPort 一样 20Gb 了。



　　工作流程：

　　上图DFP (Downstream Facing Port)也就是主， UFP (Upstream Facing Port) 为从。除了DFP、UFP，还有个 DRP (Dual Role port)，DRP 可以做DFP也可以做UFP。当DPR接到UFP，DRP 转化为 DFP。当 DRP 接到DFP，DRP 转化为 UFP。两个 DRP 接在一起，这时就是任意一方为 DFP，另一方为 UFP。
　　在 DFP 的 CC pin 有上拉电阻 Rp，在 UFP 有下拉电阻 Rd。未连接时，DFP 的 VBUS 是无输出的。连接后，CC pin 相连，DFP 的 CC pin 会检测到 UFP 的下拉电阻 Rd，说明连接上了，DFP 就打开 Vbus 电源开关，输出电源给 UFP。 而哪个 CC pin(CC1，CC2) 检测到下拉电阻就确定接口插入的方向，顺便切换 RX/TX。
　　电阻 Rd=5.1k，电阻 Rp 为不确定的值，根据前面的图看到 USB Type-C 有几种供电模式，靠什么来甄别?就靠 Rp 的值，Rp 的值不一样，CC pin 检测到的电压就不一样，然后来控制DFP端执行哪种供电模式。
　　需要注意的是，上图里画了两个 CC，实际上在不含芯片的线缆里只有一根cc线。
　　含芯片的线缆也不是两根 cc线，而是一根 cc，一根 Vconn，用来给线缆里的芯片供电(3.3V 或 5V)，这时就 cc 端没有下拉电阻 Rd，而是下拉电阻 Ra，800-1200 欧。


　　当 CC pin 两个都接了下拉电阻 <=Ra，DFP 进入音频配件模式，左右声道，mic 都俱全，如上图。
　　USB Type-C 和 DisplayPort，PCIE
　　USB PD 是 BMC 编码的信号，而之前的 USB 则是 FSK，所以存在不兼容，不知道目前市面上有没有能转换的产品。
　　USB PD 是在 CC pin 上传输，PD 有个VDM (Vendor defined message) 功能，定义了装置端ID，读到支持 DP 或 PCIe的装置，DFP 就进入替代 alternate 模式。
　　如果 DFP 认到 device 为 DP，便切换 MUX/Configuration Switch，让 Type-C USB3.1 信号脚改为传输 DP 信号。AUX 辅助由 Type-C 的 SBU1,SUB2 来传。HPD 是检测脚，和 CC 差不多，所以共用。
　　而 DP 有 lane0-3 四组差分信号， Type-C 有 RX/TX1-2 也是四组差分信号，所以完全替代没问题。而且在 DP 协议里的替代模式，可以 USB 信号和 DP 信号同时传输，RX/TX1 传输 USB 数据，RX/TX2 替换为 lane0,1 两组数据传输，此时可支持到 4k。
　　如果 DFP 认到 device 为 DP，便切换 MUX/Configuration Switch，让 Type-C USB3.1 信号脚改为传输 PCIe 信号。同样的，PCIe 使用 RX/TX2 和 SBU1,SUB2 来传输数据，RX/TX1 传输 USB 数据。
　　这样的好处就是一个接口同时使用两种设备，当然了，转换线就可以做到，不用任何芯片。

　　总结：
　　USB Type-C 终结了长期以来 USB 插来插去的缺陷，节省了人们大量的时间，换一次方向至少 2s 吧，按全球 10 亿人每天插拔一次 USB，50% 概率插错，共耗时 277000 多小时，约为31 年，太恐怖了。
　　一个接口搞定了音视频数据三种，体积还算小。可以预见，以后安卓机可以改为 USB Type-C 接口了，如果只需要 USB2.0 的话，只需要重做线缆，不用芯片，成本上完全可以忽略不计。
　　至于 Thunderbolt，lightning，该怎样还是怎样吧，百花齐放才是五彩的世界。

QUOTE:

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护神天使

暂时不多 但应该是趋势 就看厂商是否愿意了

xingzc2010

超薄本上会，充电接口统一看看厂商愿不愿意了，感觉在充电上面什么接口都一样，统一了更好，充电器通用，type-c速度传输是优势、有机会取代usb

guhao

QUOTE:

2013年12月，USB 3.0推广团队已经公布了下一代USB Type-C连接器的渲染图，随后在2014年8月开始已经准备好进行大规模量产。新版接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高100W)。
事实上，USB Type-C的普及速度并没有想象中那么快，尽管新款Android手机、笔记本电脑、台式PC甚至耳机都已经开始配备这个接口。那么，USB Type-C到底有什么优势呢?
首先，插头是可逆的，这意味着用户使用起来不用再考虑正反面的问题，充电变得更加方便。其次，USB Type-C简化了接口数量，减少了用户所需要的线缆。第三，USB Type-C的尺寸使得设计师能够进一步优化设备的外形，使之变得更加轻薄。
另外，正如前文所说，USB Type-C接口还可以实现最高10Gbps的传输速度以及最高100W的电力传输，这意味着这一接口工作效率比其他USB接口要更高一些。

原文引用

guhao

我收集到的一些采用USB-C/type-c充电供电接口的笔记本：

QUOTE:

苹果新MacBook
惠普新Pavilion x2
谷歌新Chromebook Pixel
小米笔记本

希望大家纠正补充

ziero123

x1 tablet

supermedic

光接口统一还不够，还要电压统一。

intc.w

QUOTE:

xingzc2010 发表于 2017-2-20 16:20
超薄本上会，充电接口统一看看厂商愿不愿意了，感觉在充电上面什么接口都一样，统一了更好，充电器通用，ty ...

TYPE-C是形状，任何一种接口类型都可以使用