Type-C规范解读

来自专辑TYPE C技术合集

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协会（USB Implementers Forum，USB-IF）折腾出来了各式各样、五花八门的接口形态：Type A、Type A SuperSpeed、Type B、Type B SuperSpeed、Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B、Micro-B SuperSpeed、Type C等等，只有 USB Type-C最有可能接近王位的接口，USB Type-C凭借其自身强大的功能，应用场景开始逐年增加，从手机平板到汽车应用，未来这个接口将积极影响我们日常生活的方方面面，提起type C，它还真和它的A、B前辈们不太一样：因为它有自己独立的、自行演化的规范文件—-USB Type-C Specification（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（USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0、等等），在电子行业中，Type-C存在于每一位工程设计人员的脑海中，由于市场竞争的加剧，各种非USB协会指定的规格也在抢占各种应用市场，避免引用错误，我们整理USB协会规格解读分享给大家.

USB接口主要由插座（Receptacle）、插头（Plug）和线缆（Cable）三部分组成，然后根据USB协会里面的各种协会规格进行组合，A-to-A、B-to-B、A-to-MicroA、等等，不过我们今天的主角USB Type C定义了新的接口形态。另外，为了兼容旧的接口以及一些特殊功能，它定义了不同形态的插座、插头、线缆等，主要包括如下： 

定义了2种Type-C的插座

全功能的Type-C插座，可以用于支持USB2.0、USB3.1、等特性的平台和设备。 

USB 2.0 Type-C插座，只可以用在支持USB2.0的平台和设备上。

定义了3种Type-C插头

全功能的Type-C插头，可以用于支持USB2.0、USB3.1、等特性的平台和设备。 

USB 2.0 Type-C插头，只可以用在支持USB2.0的平台和设备上。 

USB Type-C Power-Only插头，用在那些只需要供电设备上（如充电器）

定义了3种标准的Type-C线缆

两端都是全功能Type-C插头的全功能Type-C线缆。 

两端都是USB 2.0 Type-C插头的USB 2.0 Type-C线缆。 

只有一端是Type-C插头（全功能Type-C插头或者USB 2.0 Type-C插头）的线缆

为兼容旧设备而定义的线缆或者适配器 

一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Type-A插头。 

一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Type-A插头。 

一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Type-B插头。 

一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Type-B插头。 

一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Mini-B插头。 

一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Micro-B插头。 

一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Micro-B插头。 

一种适配器，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Type-A插座。 

一种适配器，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Micro-B插座

看了上面的这些组合种类，应该能感受到之前的USB接口规范是多么的能折腾了吧？

USB Type-C接口有24个管脚，插座和插头在管脚信号的定义上有一点点的不同，分别如下：

以上信号按照功能主要可以分为5类： 

第一类：Power有关的信号，包括

a）VBUS，USB线缆的bus power（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

第二类：USB 2.0数据线，D+/D-，它们在插头端只有一对，和旧的USB 2.0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。 

第三类：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。 

第四类：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。 

第五类：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。 

对于3.1中所描述的不同类型的插座和插头，这24个管脚以及信号不一定全部使用，具体可参考USB Type-C的规范，另外大家可能注意到了，USB Type-C 24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.

USB2.0系列的接口已经应用非常多年，目前的市场主流将逐步往Type-C接口，现在的以上2.0系列将最终的接口统一为Type-C接口,2.0系列主要分为数据传输+充电，3.0系列主要为数据传输+充电，并最终统一到3.1的时候，将统一为：数据传输+充电+音频+视频的数据线.

应用场合：适用于手机等USB Type-C接口的设备连接现存USB充电器及电脑主机USB接口进行数据传输.

应用场合：适用于带USB2.0方口接口设备如打印机，方口摄像头等.

应用场合：适用于带USB2.0 mini 接口设备如游戏机，移动硬盘等.

应用场合：适用于带USB2.0 micro B 接口设备如旧的手机等.

应用场合：适用于带USB3.0 micro B 接口设备的手机和硬盘等.

USB3.1线缆分同轴线和双绞线两种，双绞线的实际出线数量至少是16根，同轴线在双绞线的基础上，需要增加4根左右的GND出线，用于实现同轴线的屏蔽.

图标中A6，A7为USB2.0的数据PIN,A8，B8为预留Pin位，A5，B5为配置通道或者为有源器件的电源供应（可以探测USB TYPE C连接器端口是否插配，从而决定如何配置电源供应商，建立连接的主从关系，探测连接的电流大小及控制电源的供应，当然还有最重要的USB PD通讯给有源器件供应电源，包括HUB需要的功能扩充等）.

USB3.1数据标准采用的高速率已经进入到微波领域，通过连接器和线缆传输如此高的速率必须考虑通道的不连续性引起的失真，为了将失真程度保持在一个可控的水平，标准规定了线缆和连接器对的阻抗和回波损耗等指标。在测试项目上也包含了Impedance（特性阻抗）、Propagation Delay（传输延迟）、PropagationSkew（传输时滞）、Attenuation（衰减）、Crosstalk（串音）等测试项目.

全功能USB Type-C电缆信号说明

下图分别为USB3.1对绞线材和同轴线的线材结构参考！

上图是标准的USB Type-C的电缆，高速信号差分对SDP都采用同轴线，信号地回流是通过屏蔽GND.

线缆的导体线规选择