USB Type-C普适性解析

USB Type-C普适性解析

本文将为您简要介绍一下USB Type-C。它有五项主要特性使USB Type-C成为灵活、可扩展的接口。

供电

对称的连接

USB Type-C接口是对称的，所以它的插拔以及线缆方向正反皆可。插拔方向的解放解決了之前接口带来的主要烦恼。以前接口的种类预示着附属设备的功能（Type-A接口用于主机，Type-B接口用于外部设备）。USB Type-C接口可以接入两端中的任一端，而功能则由被接入的硬件定义。USB Type-C线缆两端的接口是相同的，因此线缆的插拔得以简化。

带宽

通道配置

非USB信号传输

信号的重新分配是通过CC通道上的协商实现。接口可进入两种模式，外设模式和替代模式。要进入外设模式，CC通道上将进行简单的逻辑检测以确定需要哪种外设模式。要进入替代模式，CC通道上将使用双相符号编码（Biphase Mark Code， BMC）进行双向通信以正确地设置链路。在这个协商过程中，两端的设备均需要在进行任何改变之前对信号的重新分配协商一致。所有的USB Type-C接口均被要求在非替代模式或非外设模式下能够作为兼容USB的接口使用。

图1：USB Type-C接口引脚图

外设模式

图2：系统框图——通过USB Type-C接口支持音频外设模式

供电数据对象（Power Data Object， PDO）和供电传输协议（Power Delivery Contract）

供电数据对象（PDO）是包含电压和电流性能信息的数据包，可通过USB Type-C接口传输。每个USB Type-C接口（有能力支持供电）在新建连接时可发送最多6个PDO。随后接收设备筛选这6个PDO，在确定合适的电压和电流配对后建立供电协议，从而实现USB Type-C接口间的电力传输。USB type-C接口支持的电压范围为0V至 20V，以50mV幅度增减，支持的电流范围为0A至 5A，以10mA幅度增减。USB Type-C接口原生支持5V @ 900mA供电，其他参数均是可选的。购买USB Type-C接口的供电和用电设备时必须仔细确认它们的功能以及要求，以实现最快的充电。否则消费者将有可能会遇到只有1个PDO匹配的局面，即5V @ 900mA（4.5W）。由于上述情况，未来的开发会让用户能够更加方便地匹配供电和用电设备。

替代模式（结构化VDM）

DisplayPort更注重视频分辨率，致力于通过单个USB Type-C接口传输8K分辨率视频。DP1.3能够提供32.4Gbps速率，支持无损视频数据，VESA FAQ页面提供的信息表明其可满足8K 60 fps 4:2：0视频的传输要求。

第二种适用于USB Type-C接口的标准化替代模式是MHL，它能够支持压缩或无损的视频信号。在未经压缩的情况下，MHL可提供24 Gbps的速率，适用于4K 60 fps 12位色深视频的传输。使用视频流压缩（Display Stream Compression， DSC）技术后，MHL可支持高达72Gbps的速率，满足8K 60 fps 4:4：4视频传输的带宽需求，这使得MHL成为满足有效视频带宽需求的首选。DSC是基于行的压缩算法，可提供视觉无损的解决方案，同时最小化使用压缩技术后的视频延迟。图3展示了使用DSC前和使用DSC后的图像实例。

图3：右侧图片按照DSC规范进行了2.5x压缩，左侧图片未经压缩。浏览者很难看出两者的差别。

结构化和非结构化的供应商自定义消息（Vendor Defined Messages， VDM）

USB 供电（USB Power Delivery， USB PD）消息/指令由上述两种标准或供应商独家定义。结构化VDM消息是可扩展的指令，在USB PD规范中有定义，是进入和退出替代模式的主要机制。非结构化VDM完全由供应商定义，并在进入替代模式中普遍（但非必需）使用。

举个例子，如果设备进入了替代模式，那么它可能持续发送结构化VDM以管理替代模式的运行。不过有些指令的需求是很难用结构化VDM来支持的。

消费者培养

USB Type-C接口成功的关键在于教育消费者以及培养他们的关注度。在首次面对消费者时应当着重强调USB Type-C接口的全新优势：

·正反皆可的插拔和线缆方向。

·灵活和快速的充电，根据USB供电协议支持高达20V的电压和高达5A的电流。

·设计用于支持可选的信号传输模式，如音频耳机和视频输出。

消费者在购买USB Type-C充电器时需要确认充电器是否满足设备的快速充电功能要求（电压和电流）以享受最快的充电体验。

对手机和笔记本电脑支持的外设模式没有强制规定，所以消费者需要确认产品是否具备所需的功能，如USB Type-C接口是否支持音频模式。

对替代模式的标志也没有强制规定，所以消费者也要确认产品支持哪种或哪些替代模式（如MHL、DisplayPort或Thunderbolt）。

已上市的USB Type-C产品

下方表格中所列的终端产品已宣布支持USB Type-C。同时，表格还列出了每个产品的文档中所记录的特性。

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