【原创】USB TYPEC接口标准--有线接口时代的最后王者

发布日期:2015-03-25 | 点击: | 字号:

    2015年3月,Apple发布了新MacBook,采用了USB Type-C,此举引发业界热议,苹果前所未有的放弃自己的封闭体系,意味着TYPE-C接口有望统一所有手机、平板、PC等设备的有线接口,在有线时代终结前,形成接口和电缆大统一。让我们一步一步来了解这个接口。
 

    首先让让我们直接从USB TYPE-C 的Spec上截一个图来看看:

TYPEC引脚定义

图1 USB TYPE-C母座引脚图摘自USB TYPE-C SPEC

    可以看出,母座上有24个信号,其中电源和地占据了8个,剩下16个,用于传输USB2.0的两组是直连的,去掉两个,一共是14个信号。包括我们所熟悉的2组共8根用于传输usb3数据的RXx和TXx,USB2.0数据信号D+,D-和SBU1,SBU2,CC1,CC2。 其中SBU1,SBU2,CC1,CC2是传统的USB接口所没有的信号。CC是USB TYPE-C接口的灵魂所在,承载了TYPE-C连接过程中的传输方向确认和正反插确认,并承担USB PD信号的传输,实现负载的各种功能配置。当一个CC作为TYPE-C接口的配置信号时,另一个CC则作为EMARKER芯片的供电电源。剩下的SBU1和SBU2为辅助信号,在不同的应用场景具有不同的用途。例如在ALT MODE 模式下进行DP信号传输时,作为音频传输通道,在进入TYPE-C模拟音频耳机附件模式,则作为麦克风信号传输。


图2 USB标准级最大传输功率摘自USB TYPE-C SPEC

    从上表可以看出USB Type-C并不是必然支持20V/5A,默认情况下,只支持5V3A,必须在具备USB PD通信能力,并且传输线上有Emarker芯片的情况下,才可能支持到 20V/5A。当然,相对于制定标准这件工作本身的难度来说,设计USB PD芯片和EMARKER芯片其实是小菜一碟。正常情况下,标准发布后的半年内会有样片,一年内会批量生产。例如国内厂商LDR已经量产了支持CC logic的LDR6013芯片,以及支持USB PD的LDR6021和LDR6023芯片。
 

    在USB3.0中,有一组rx和一组tx,共4根高速信号传输线,最高可以传输5G带宽信号。而TYPE-C接口,则一共有两组rx和两组tx,共8根高速信号传输线,这是出于正反插考虑,每次只用其中一组。另外,还可以分开来使用,使用PD协商,进入ALT模式,其中4根用于传输USB3.x信号,另外4根与sbu1和sbu2组合起来,用于传输2 lane的DP信号。也可以协商成8根差分线,与sbu1,sbu2组合,全部用于传输DP信号。这样就是4lane的 DP信号了,最高分辨率可以上到8K。这些灵活的应用,让type-c接口被赋予了无限的可能。说到底,就是能够进行电源、数据、音视频传输,而且都比旧的传输线的传输性能更优秀。真的是走别人的路,让别人无路可走了。当然,TYPE-C虽然这么牛B,却不要忘了,有线的传输还有另外一位高手,那就是光纤。其传输的极限带宽,是按照T(1000G)来计算的。而且,现有的TYPE-C电能传输能力又足以支撑光纤MODEN。所以,如果在现有TYPE-C电缆基础上,把8根高速信号传输线换成一根光纤,谁知道会发生什么呢?
  

    总结以上,USB Type-C终结了长期以来USB需要通过试错法来多次重插的历史,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。一个接口搞定了电能、数据、音视频数据三种传输需求,体积又小。可以预见,以后手机可以改为USB Type-C接口了,如果只需要USB2.0的话,只需要重做线缆,部分功能需要加上接口芯片,成本上完全可以忽略不计。而手机上到USB3.0,则真正的革命就要出现了。PC机可能不再被需要,一个手机,通过TYPE-C口输出DP,接入显示器就可以完成电脑的功能了。如果接上VR,那么整个世界都不一样了。请问,还有谁会需要PC,笔记本电脑,这类20世纪的遗产吗?

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