USB TYPE-C 接口介绍

鸣涧

USB TYPE-C 接口介绍


本文主要是站在电子工程师的角度看待Type-C，而不是消费电子的角度。在讲述Type-C接口之前，我们先聊聊USB的发展。

01、USB概述

从1996年1月USB1.0正式发布至今（2017年9月USB3.2发布），USB已经走过了21个年头。在这21年的时间了，USB标准化组织（USB ImplementersForum，USB-IF）折腾出来了各式各样、五花八门的接口形态：TypeA、TypeA SuperSpeed、TypeB、TypeB SuperSpeed、Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B、Micro-BSuperSpeed、TypeC等等。

另外，USB接口主要由插座（Receptacle）、插头（Plug）和线缆（Cable）三部分组成，再叠加上这些奇奇怪怪的规范，灾难就发生了：

A产品喜欢用TypeA的插座，B产品偏偏喜欢TypeB，连接它们的线缆就悲剧了，只能变成A-to-B的了。以此类推，A-to-A、B-to-B、A-to-MicroA、等等，于是我们的抽屉就挤满了各种不明用途的USB线……

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实物图

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02、Type-C概述

USB-C（也称作USBType C）规范有自己独立的、自行演化的规范文件----USBType-CSpecification（2014年发8月布1.0版本，2017年7月发布1.3版本）。而前辈们就没有这样的待遇了，它们都依附于具体的USB规范（USB1.0、USB1.1、USB2.0、等等）。

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Type C之前的规范（TypeA、TypeB、等等），偏重于USB接口的“硬”的特性，如信号的个数、接口的形态、电气特性、等等。TypeC在定义USB接口“硬”的特性的基础上，增加了一些“软”的内容，USB接口（仅仅指TypeC）摆脱了和USB的从属关系，变成了一个可以和USB规范平起平坐的新规范。

USB Type C作CC（CC1和CC2）的管脚进行的，利用不同电压，传递一些简单的信息。

后来，一个称作USBPD（PowerDelivery）的规范出现了，它在这两个管脚上实现了一种简单的、半双工的通信协议，以完成USBpower供给有关协商。这样可以支持扩展功能，通过扩展功能，USBTypeC接口拥有了无线的想象空间，可以摇身变成任意其它协议的物理接口，例如配件接口、音频接口、视频接口、debug接口等等，大有一统天下之势。

为兼容旧设备而定义的线缆或者适配器

a）一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB3.1 Type-A插头。

b）一种线缆，一端是USB2.0 Type-C插头，另一端是USB2.0 Type-A插头。

c）一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB3.1 Type-B插头。

d）一种线缆，一端是USB2.0 Type-C插头，另一端是USB2.0 Type-B插头。

e）一种线缆，一端是USB2.0 Type-C插头，另一端是USB2.0 Mini-B插头。

f）一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB3.1 Micro-B插头。

g）一种线缆，一端是USB2.0 Type-C插头，另一端是USB2.0 Micro-B插头。

h）一种适配器，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB3.1 Type-A插座。

i）一种适配器，一端是USB2.0 Type-C插头，另一端是USB2.0 Micro-B插座。

最典型，生活中最常见的是安卓手机数据线。

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03、Type-C引脚

母头引脚定义

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公头引脚定义

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以上信号按照功能可以分为5类：

1、Power有关的信号，包括

a）VBUS，USB线缆的buspower（和我们通常意义上VBUS保持一致）。

b）VCONN（只有在插头上才会有该信号），用于向插头供电（由此可以推测出有些插头中可能会有电路）。

c）GND，接地。

2、USB2.0数据线

D+/D-。它们在插头端只有一对，和旧的USB2.0规范一致。但为了支持正反随意插。在插座端定义了两组，这样插座端可以根据实际情况进行合适的mapping。

3、USB3.1数据线

TX+/-和RX+/-，用于高速的数据传输。插头和插座端都有两组，用于支持正反随意插。

4、用于Configuration的信号

对插头来说，只有一个CC，对插座来说，有两个CC1和CC2。

5、扩展功能所需的信号

具体使用场景由相应的扩展功能决定。

    注：USBType-C24个管脚信号中，Power类（GND/VBUS）和数据类（D+/D-/TX/RX）是完全对称的（对Power来说，无论怎么插，都是一样；对数据线来说，简单的路由一下，就可以工作）。剩下的，包括CC、SBU和VCONN，用于方向、线类型等检测。

04、Type-C母座封装

Type-C母座主流的主要有6P，16P和24P。

4.1、Type-C 6P

usb type c 6p母座实际上是一种大电流，高瓦数充电专用接口，其6Pin引脚信号定义分别为：GND VBUS CC2 CC1 VBUS GND ，由于其不带信号传输的相关定义脚位，因此严格意义上来说，它不属于usb3.1系列连接器又不属于usb2.0连接器，较为合适的定义为：具有usbtype c结构规格外型的6P充电接口母座，其本质上应该是一个充电接口，其功能作用就如同于我们在一些产品设备上见到的DC电源插座一样。

但作为一个单纯只有充电属性的接口而言，usbtype c母座6P具有多方面的优势，

其一：是结构上支持双面插拔盲操作，告别了从前需区分方向的弊端。

其二：相较于usbtype c母座连接器中的24P/16P/14P来说，其制成成本大幅度下降。

其三：usbtype c母座6P支持过5A大电流充电，也可以兼容目前常见的快充协议方案。

从这一方面思考，usbtype c母座6P款将会是小家电设备、便携式检测仪器、功能型的电子产品装配接口时的热门选择。

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引脚定义图

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PCB封装图

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4.2、Type-C 16P

可以实现高清传输接口

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引脚定义，可以看到有A6和A7接口，也就是可以作为USB转串口的接口。



PCB的封装图

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4.3、Type-C 24P

全功能的Type-c接口，可以实现Type-c的全部功能。本人也没有使用过，不也是很了解，这里不再详述了。

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