一、Typec接口特点
Typec是一组具有24个pin,中心对称的usb类接口,可以随意正反插,广泛地使用在手机、电脑、充电宝、电脑、车机、小家电(比如剃须刀)等上面,可以做为充电接口和数据传输接口。在充电能力方面,当前支持PD3.1协议,最大可达240w(5v-48v,最高5a),在不支持PD协议的情况下,默认支持15w(5v-3a)。在数据传输能力方面,最高支持40Gbps(雷电协议);在USB 3.2 Gen1下,可以达到5Gbps;在USB 3.2 Gen2下,可以达到10Gbps。可以为4k,甚至8k的视频做传输。这些都是普通usb A口、B口比拟不了的。
二、Typec接口定义
2.1 底座顶视图管脚定义
2.2 插头顶视图管脚定义
根据管脚的定义可知道,Typec接口实际上能够接受正接以及反接的主要原因是由于接口引脚排布的中心对称性质,当插头反向插入时,其对应关系如下:
- TX2± ---> TX1± (USB3.0数据输出差分对TX)
- RX2± ---> RX1± (USB3.0数据接收差分对RX)
- D± ---> D1± (USB2.0数据传输差分线)
引脚说明:
- CC1以及CC2用来配置TypeC接入设备的类型,例如对于Hub设备,需要将CC1或者CC2一个开路一个连接5.1K的下拉电阻
- TypeC基于CC1/CC2通讯支持USB PD协议,高通基于D+/D-通信支持高通快充HVDCP高通快充握手协议,前提是基于BC1.2协议
- Typec接口要支持视频输出,必须支持DP,这就要看高通芯片的usb feature,而TypeA单是纯粹的数据接口,无法传输视频信号,但也有displaylink的技术能通过TypeA进行传输,通过将显卡计算的结果转为usb,传输后再将usb转为视频输出
- SBU1以及SBU2用来配置 Sideband模式
- 支持USB 2.0,USB 3.0和USB 3.1 Gen 2标准
三、Typec接口中CC1/CC2的功能
3.1 CC1/CC2 引脚出现的背景
Usb 最早支持快充,是高通提出来的,QC协议,当时的QC协议是基于usb2.0来实现,使用的方法是,通过d±引脚作为供电端和受电端的协商桥梁,从而使设备端能够和供电端进行通信,使供电端输出9v、12v等电压,从而实现更大功率的充电,这样带来的问题是,进行QC快充时,会影响usb2.0的数据通讯。为了解决这个问题,PD快充协议中对设备的识别使用的是CC1/CC2引脚,同时也避免占用已有的QC快充协议的DP、DM引脚,也能够在一边快充的同时,一边进行数据传输。
3.2 主从设备的配置
做主机时,CC1和CC2需要分别接上拉电阻到VBus,如下图所示。
做从机时,CC1和CC2需要分别接5.1k的下拉电阻到GND,如下图所示。
注意:
- 由于PD协议规定,支持PD协议的适配器在输出电源时,受CC1和CC2引脚控制。对于没有用到PD协议芯片的设备端,需要将CC1和CC2分别使用5.1k电阻接地,而不是使CC1和CC2悬空。如果是悬空的话,适配器端由于检测不到CC1/CC2有UFP设备,所以并不会输出电源。
- 对于DRP设备或者用到typec比较复杂功能的设备,则需要使用PD协议芯片,这样就可以动态控制CC1和CC2引脚的上下拉情况,设备可以灵活的作为主机或者从机。
3.3 作为从机时,CC1和CC2是否可以共用一个下拉电阻?
不建议,假设从机端使用了CC1和CC2共用一个5.1k的下拉电阻。
对于普通的typec线是没有问题的,因为普通的typec线CC2引脚是悬空的,只有CC1连接到对端。这样连接起来,符合Sink端的设计规范,即CC1上有一个5.1k电阻下拉到地。
如果是使用到包含Emark芯片的typec线,则会出现主机端不给设备端供电的情况,原因是:USB TYPE-C规范里面,还规定了一种带Emark 芯片的Cable,这种Cable的CC2上,有一个1K的下拉电阻,用来告知DFP端的CC识别芯片,需要往CC2上提供VCONN Source。一旦跟这样的Cable连接起来,设备端就会出现严重问题。因为CC1和CC2连接起来后,会跟Cable上的1K到地电阻并联,形成一个比1k电阻还小的阻抗,因为DFP端不论检测到对端CC1引脚或CC2引脚上的下拉电阻都小于1K,从而满足了USB-C规范中Audio Adapter Accessory Mode的连接规范,被电源端误认为是一个模拟耳机设备,从而拒绝供电。
此时,如果是CC1和CC2分别接一个5.1k的电阻到地,那么形成的回路则如下:
这样,DFP在CC1检测到标准5.1kΩ下拉,DFP在CC2检测到836Ω(5.1kΩ与线缆1kΩ并联),系统仍能正确识别为UFP设备。因为DFP通过CC1和CC2独立检测连接状态,只要任一CC引脚检测到5.1kΩ即识别为UFP。
四、仅支持USB2.0的Tyepc口定义
上面说的Typec接口是24pin,Full功能版的Typec接口,在现实项目中,产品有时候并不需要用到USB3.0的功能,如果这时候还是使用Full Pin的Typec接口,则会显得很浪费。这个时候16Pin只支持USB2.0的版本应运而生。
4.1 12Pin的Typec接口定义图
从上图可知 16Pin Type C 在 24Pin 全功能版本的基础上移除了 USB3.0 的 TX1/2、RX1/2 引脚,保留了 SBU1/2、CC1/2、USB2.0 的 D+ 和 D- 引脚,除了不支持 USB3.0/3.1 高速传输外,其他没有任何的差别,同样可以支持 PD 快充、音频传输、HDMI 传输、调试模式等其他功能。
五、结尾
通过这篇文章的介绍,我们大致地认识了Typec接口,后面我们再更加深入地来学习它。