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来源 |电子开发圈
USB Type-C为提供高达10个相对较新的标准Gb / s高速数据传输和高达100W功率流。这些功能使USB Type-C成为现代设备的真正通用连接标准。
USB Type-C接口有三个主要功能：
1.它有一个可翻转的连接器。接口设计使插头与插座相比翻转。
2、它支持USB 2.0，USB 3.0和USB 3.1 Gen 2标准。此外，它还可以支持第三方协议作为备用模式，如DisplayPort和HDMI。
3、允许设备协商并通过接口选择合适的功率流。
USB Type-C连接器有24个引脚。图1和图2分别显示USB Type-C插头和插头的插针。
图1. USB Type-C插座
图2. USB Type-C插头
USB 2.0差分对
D 和D-引脚是用于USB 2.0连接的差异对。插座中有两个D 引脚和两个D-引脚。
然而，只有一个引脚相互连接USB 2.可供使用0数据差异。只有冗余才能提供可翻转的连接器。
电源和接地引脚
VBUS和GND引脚是电源和信号的返回路径。VBUS电压为5 V，但标准允许设备协商并选择VBUS电压而不是默认值。电源传输允许VBUS具有高达20 V电压。最大电流也可上升到5A。因此，USB Type-C可以提供100 W最大功率。
高功率流可能对笔记本电脑等大型设备充电有用。图3显示RICHTEK其中，降压 - 升压转换器用于生成笔记本电脑要求的适当电压。
图3.RICHTEK示例
请注意，电源传输技术使用USB Type-C它比旧标准更普遍，因为它使功率水平能够满足负载的需要。您可以使用的电缆为智能手机和笔记本电脑充电。
RX和TX引脚
有两组RX差分对和两组TX差分对。
这两个RX一个和一个TX对可用于USB 3.0 / USB 3.1协议。由于连接器是可翻转的，多路复用器需要通过电缆正确地重新连接所使用的差异对上数据。
请注意，USB Type-C可支持端口USB 3.0 / 3.1标准，但USB Type-C不包括最小功能集USB 3.0 / 3.1。在这种情况下，USB 3.0 / 3.1连接不使用RX / TX是的，可以是别的USB Type-C备用模式和USB供电协议。这些功能甚至可以使用所有可用的功能RX / TX差分对。
CC1和CC2针脚
这些引脚是通道配置的引脚。它们执行许多功能，如电缆连接和拆卸检测、插座/插头方向检测和当前广告。这些引脚也可用于Power Delivery和Alternate Mode所需通信。
下图4显示CC1和CC如何显示插座/插头方向？DFP代表下游端口，在数据传输中充当主机或电源。UFP表示上游面向端口，是连接主机或电力消费者的设备。
图4.CC1和CC2引脚
DFP通过Rp电阻上拉CC1和CC2引脚，但UFP通过Rd把它们拉下来。如果电缆没有连接，源就在CC1和CC2引脚看逻辑高电平。USB Type-C从5可以创建电缆V电源到地的电流路径。
由于USB Type-C只有一根电缆CC因此，只形成一条电流路径。例如，在图4的上图中，DFP的CC1引脚连接到UFP的CC1引脚。DFP CC引脚电压低于5 V，但DFP CC2引脚仍处于逻辑高电平。因此，监控DFP CC1和CC我们可以确定导脚上的电压及其方向。
除电缆方向外，Rp-Rd路径也被用作传输源电流能力信息的一种方式。为此，功耗（UFP）监视CC在线电压。当CC线上电压有其最低值(约0.41 V）时，源可以分别为USB 2.0和USB 3.0提供500 mA和900 mA的默认USB电源。当CC线电压约为0.92 V时，源可提供1.5 A的电流。最高CC线电压约为1.68 V，对应于3A源电流能力。
VCONN引脚
如上所述，USB Type-C旨在提供超快的数据传输速度和高水平的功率流。这些特性可能需要使用特殊的电缆，通过使用芯片在内部进行电子标记。此外，一些有源电缆利用重新驱动芯片来加强信号，补偿电缆造成的损失。在这种情况下，我们可以施加5 V，1 W电源提供电缆内的电路供电VCONN引脚。如图5所示。
图5.VCONN引脚
如你所见，使用有源电缆Ra电阻来下拉CC2引脚。Ra的值与Rd不同，因此DFP仍能通过检查DFP CC1和CC确定电缆的方向。确定电缆方向后，与有源电缆相结合IC相应的通道配置引脚将连接到5 V，1 W电源，为电缆内的电路供电。例如，在图5中，有效Rp-Rd路径对应于CC1引脚。因此，CC2引脚连接到VCONN表示电源。
SBU1和SBU2针脚
这两个引脚对应于只在备用模式下使用的低速信号路径。
如上所述，使用USB Type-C标准半导体设备可通过接口协商，选择适当水平的功率流。这些功率协商被称为USB Power Delivery该协议实现，该协议是上述讨论的CC在线单线通信。
下面的图6显示了一个示例USB其中，接收器向源发送请求，并根据需要进行调整VBUS电压。首先，需要9 V总线。源稳定总线电压为9 V之后，它会向接收器发送电源就绪信息。然后，接收器要求5V总线，源提供并再次发送电源就绪信息。
图6.USB供电示例
值得注意的是，USB供电不仅涉及与供电相关的谈判，还涉及与备用模式相关的其他谈判，如谈判CC完成在线供电协议。
替代操作模式允许我们使用USB Type-C实现第三方协议的标准，如DisplayPort和HDMI。必须至少支持所有备用模式USB 2.0和USB供电连接。
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