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行业新闻

Type-C连接器接口特点剖析

2019-09-05 14:32:20
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USB Type-C连接器接口总计有24个针脚,可以正反插且传输速度快,接口没有方向性,让用户在使用中避免出现插错的情况。一般简称有type c、type-c等这些指的都是同一个产品。而USB3.0接口

       一、Usb type c接口定义介绍
       USB Type-C连接器接口总计有24个针脚,可以正反插且传输速度快,接口没有方向性,让用户在使用中避免出现插错的情况。一般简称有type c、type-c等这些指的都是同一个产品。而USB3.0接口通常是9到11个,USB2.0只有4个针脚。针脚的增多并没有导致Type-C连接器接口体积变大,实际上它还缩小了体积(相对标准口来说),满足了移动设备的需求。
       二、USB3.1 Type-C连接器接口特性
       特性1、全新接口设计,尺寸约8.4mm x 2.6mm,接口纤薄
       特性2、功率输出能力:标准线缆3A,接口5A
       特性3、可用来传输DisplayPort讯号,支持4K UHD影像传输
       特性4、可以提供最大100 的电力传输
       特性5、更好的电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)缓解特性
       特性6、支持正反两面插入,可承受1万次反复插拔
       特性7、USB Power Delivery,可支持充电
       特性8、最高数据传输速度达到10Gbps,基于USB3.1规范
       三、USB Type-C连接器接口的优点
       优点1、配备Type-C连接器的标准规格连接线,可通过3A电流,同时还支持超出现有USB供电能力的「USBPD」,可以提供最大100W的电力;
       优点2、DisplayPort交替模式,支持高达4K超高清(UHD)甚至8K的解析度。
       优点3、最大数据传输速度达到10Gbps,也是USB3.1的标准,兼容USB2.0标准;
       优点4、支持从正反两面均可插入的「正反插」功能;
       四、usb type-c接引脚定义
       usb Type-C连接器接口定义概念解析
       可以看到,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。
       usb Type-C连接器接口定义概念解析
       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连接器接口就可以支持到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。
       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。
       五、usb Type-C连接器接口主要功能
       1.快速理论上,USB-C端口的最高传输速率为每秒10Gb。但是苹果表示新款MacBook的USB-C端口最高传输速率为5Gbps。最大输出电压为20伏,可以加快充电时间。而USB-A型,到目前为止极限传输速率为  5Gbps,输出电压为5伏。
       2.多面手新MacBook的USB-C型端口能够传输数据、进行充电也可以作为视频输出端口链接外部显示设备。唯一的疑问是苹果如何满足想要同时做这三件事的用户。
       3.双向不像老款USB端口,功率只能单向传输,USB-C型端口的功率传输是双向的,这意味着它可以拥有两种发送功率方式。所以,用户不仅可以用笔记本为移动设备充电,也可以利用其它设备或移动电源为笔记本充电。
       4.后向兼容USB-C可以与老的USB标准兼容,但用户需要额外购买适配器才能完成兼容。苹果公司表示不仅苹果官方会出售适配器,第三方公司也可以授权生产。
       六、usb Type-C连接器接口工作流程
       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。

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