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USB Type-C已不再是全新話題，這個(gè)USB介面協(xié)議，與常見用于筆記型電腦的Type-A或Android手機(jī)的Micro-B之間最大的差異，在于USB Type-C支援正反插的設(shè)計(jì)。
由24根腳位左上與右下對(duì)稱的設(shè)計(jì)，達(dá)到正插與反插都有一半的腳位可正常動(dòng)作。最簡(jiǎn)單的USB Type-C界面，支持USB 2.0(表1中的D+與D-)，將高速訊號(hào)對(duì)加入，支持USB 3.1 Gen1(5Gbps)，USB 3.2 Gen2(10Gbps)，USB 34 Gen3(40Gbps)的傳輸速度(表1中的Tx+-與Rx+-)。
此外，USB Type-C可透過(guò)Power Delivery(以下簡(jiǎn)稱PD)協(xié)議，將供電瓦數(shù)由原本的5V/3A向上提升至20V/5A，目前USB-C規(guī)范2.1修訂版,更是已經(jīng)將100W整到240W，同時(shí)，PD 2.0之后的版本加入了Alternative Mode(以下簡(jiǎn)稱Alt-Mode)，透過(guò)Alt-Mode可重新定義表1的腳位定義，使USB Type-C的接頭除了傳遞資料、電源，還能傳遞影像資訊。
USB Type-C可兼顧資料、電源與影像的傳輸，因此，我們可從數(shù)款新發(fā)售的旗艦款手機(jī)、或最新的筆記型電腦發(fā)現(xiàn)，越來(lái)越多裝置采用USB Type-C的介面，USB Type-C已成為一種趨勢(shì)。以下文章將就USB Type-C規(guī)范，分為資料、電源與影像三個(gè)部分進(jìn)行介紹分享！
USB4傳輸速率增至40Gbps
1、傳輸帶寬：USB4最大是40Gbps。
2、傳輸協(xié)議：USB4通過(guò)隧道技術(shù)將USB 3.2，DP和PCIe協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)包，同時(shí)發(fā)送。
3、DP的傳輸：USB4除了可以通過(guò)DP Alt Mode(替代模式)來(lái)配置輸出，還可以通過(guò)USB4隧道協(xié)議數(shù)據(jù)包來(lái)提取出DP數(shù)據(jù)。
4、PCIe的傳輸：USB4支持PCIe的傳輸,通過(guò)USB4隧道協(xié)議數(shù)據(jù)包來(lái)提取出PCIe數(shù)據(jù)。
5、TBT3的傳輸：USB4支持TBT3的傳輸，就是通過(guò)USB4隧道協(xié)議數(shù)據(jù)包來(lái)提取PCIe和DP數(shù)據(jù)。
6、Host to Host：主機(jī)和主機(jī)之間通信，USB4支持。主要是USB4支持PCIe協(xié)議才能支持這個(gè)功能。
注:隧道技術(shù)可以看作是將不同協(xié)議的數(shù)據(jù)整合到一起的技術(shù) ，通過(guò)數(shù)據(jù)包頭來(lái)區(qū)分類型。
在USB4中，DisplayPort視頻、USB 3.2數(shù)據(jù)和PCIe數(shù)據(jù)是可以在同一個(gè)通道傳輸?shù)�，這是兩者最大的差異�？梢钥聪聢D來(lái)加深理解。USB4通道可以想象成可以通行各種類型車輛的車道，USB數(shù)據(jù)，DP數(shù)據(jù)和PCIe數(shù)據(jù)想象成不同的車。同一個(gè)車道有不同的車排成隊(duì)在有序行駛，USB4同一個(gè)通道傳輸不同類型的數(shù)據(jù)也是這個(gè)原理。USB3.2，DP和PCIe數(shù)據(jù)先匯聚在一起，通過(guò)同一個(gè)通道發(fā)送出去，到對(duì)方的設(shè)備，然后再分離出3種不同類型的數(shù)據(jù)來(lái)。
PPS規(guī)范滿足快充需求接著探討與電源相關(guān)的PPS
過(guò)去，人們?yōu)榱丝s短充電速度，藉由提高充電器的輸出電壓，以增加進(jìn)入手機(jī)的充電瓦數(shù)。然而，因?yàn)槭謾C(jī)內(nèi)的降壓線路將高壓降轉(zhuǎn)為低壓的效率不高，導(dǎo)致手機(jī)充電有發(fā)熱情形。為解決此問題，希望能將手機(jī)內(nèi)的降壓線路移除，使充電器的輸出直接接到手機(jī)電池端，輸出可隨電池電壓的變動(dòng)而調(diào)整，因此有PPS的定義。
PPS如同標(biāo)準(zhǔn)固定輸出的PD，定義出四種標(biāo)準(zhǔn)電壓：5V(可調(diào)3~5.9V)、9V(可調(diào)3~11V)、15V(可調(diào)3~16V)、20V(可調(diào)3~21V )，在每一組可調(diào)的電壓范圍內(nèi)，受電方可依據(jù)供電的電流狀況對(duì)電源供應(yīng)器作最小20mV電壓步徑或50mA電流步徑的調(diào)整。
如果再配合芯片廠商最新開發(fā)出用于設(shè)備端不同倍數(shù)的Voltage Scaler，以3A的線材即可對(duì)電池作6A、9A或12A的大電流充電。
另外，在USB Type-C的1.3版本，新增Vconn Power Device(VPD)規(guī)范，VPD裝置不僅可接受由原本的Vbus供電，也能接受由Vconn提供的最低3V電壓。最低3V的目的，在于移動(dòng)式裝置內(nèi)常放置一顆鋰電池，單顆鋰電池的最低放電電壓一般設(shè)定在3V。以前，透過(guò)USB接口的Vbus供電時(shí)，供電端須將電池電壓透過(guò)升壓線路升到5V，而受電端會(huì)將5V透過(guò)降壓芯片降到3.3V或1.8V，給內(nèi)部其他芯片使用，造成兩邊都進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換而損失效能。
以前，透過(guò)USB接口的Vbus供電時(shí)，供電端須將電池電壓透過(guò)升壓線路升到5V，而受電端會(huì)將5V透過(guò)降壓芯片降到3.3V或1.8V，給內(nèi)部其他芯片使用，造成兩邊都進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換而損失效能。
若能透過(guò)Vconn直接將電池的電壓有效供應(yīng)，毋需供電方或受電方放置其他的電源轉(zhuǎn)換芯片，就可以大幅提升整體電源的轉(zhuǎn)換效率。至于前面所提到的E-Marker，放在兩頭都是USB Type-C的線材之中，就像是線材的身分證，用以存儲(chǔ)線材的資料，其包含可負(fù)載的電流(3A或5A) 、USB速度(USB 2.0或USB 3.1)、線材的耐壓等，而E-Marker所需的電源，是由供電方從Vconn之中所提供。
E-mark芯片科普
USB Type-C和DisplayPort，PCIEUSB PD是BMC編碼的信號(hào)，而之前的USB則是FSK，所以存在不兼容，不知道目前市面上有沒有能轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品。
USB PD是在CC pin上傳輸，PD有個(gè)VDM (Vendor defined message)功能，定義了裝置端ID，讀到支持DP或PCIe的裝置，DFP就進(jìn)入替代（alternate）模式。
如果DFP認(rèn)到device為DP，便切換MUX/Configuration Switch，讓Type-C USB3.1信號(hào)腳改為傳輸DP信號(hào)。
AUX輔助由Type-C的SBU1,SUB2來(lái)傳。HPD是檢測(cè)腳，和CC差不多，所以共用，而DP有l(wèi)ane0-3四組差分信號(hào),Type-C有RX/TX1-2也是四組差分信號(hào)，所以完全替代沒問題。而且在DP協(xié)議里的替代模式，可以USB信號(hào)和DP信號(hào)同時(shí)傳輸，RX/TX1傳輸U(kuò)SB數(shù)據(jù)，RX/TX2替換為lane0,1兩組數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)可支持到4k。
如果DFP認(rèn)到device為DP，便切換MUX/Configuration Switch，讓Type-C USB3.1信號(hào)腳改為傳輸PCIe信號(hào)。同樣的，PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，RX/TX1傳輸U(kuò)SB數(shù)據(jù)。這樣的好處就是一個(gè)接口同時(shí)使用兩種設(shè)備，當(dāng)然了，轉(zhuǎn)換線就可以做到，不用任何芯片。
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