[USB] TypeC 基础知识

TypeC 基本特性

正反插
速度快 10Gbps

引脚定义

TX/RX 两组差分信号用来进行数据传输。

CC1 和 CC2 作用：

区分正反面
区分 DFP （Host）和 UFP（Device）
配置 VBUS，有 USB TypeC 和 USB Power Delivery 两种模式
配置 Vconn，当线缆中有芯片时，一个 CC 传输信号，一个 CC 变成供电 Vconn
配置其他模式，比如接音频时、dp时、pcie时等等。

Vbus 电源和 GND 都有 4 个，这也是为何可以达到 100W 的原因。
最高可以支持 20V/5A，但是需要 USB PD 芯片的支持。

SUB1 和 SUB2 （Side band use），在一些特殊的传输模式下才会使用。

D+ D- 用来兼容 USB 之前的标准。

TypeC 如何确定充电方向

TypeC 设备有三种形式：
DFP（Downstream Facing Port）：只能作 Source（Host），比如充电器。
UFP（Upstream Facing Port）：只能作 Sink（Device），比如 U盘、鼠标、键盘、老款的手机（UFP TypeC 头的手机）。
DRP：两者都可以作。比如新款的手机（DRP TypeC头的手机），平板，笔记本。

所以，如果我们手上有一个 TypeC 的手机，有可能有两种情况：

手机上是 UFP 的 C 母头。无论是接到充电器还是电脑，都会被充电。
手机上是 DRP 的 C 母头。
1 插到充电器，因为充电器只能作 DFP，所以手机会切换为 UFP，进而被充电
2 插到笔记本、另一台手机或是充电宝：
2.1 手机、电脑、充电宝会随机当 host 和 sink，每次插拔后角色互换（前提是支持 PD 协议）
2.2 手机、电脑、充电宝有一方有作为 host 端的偏好设定。此时有偏好设定的一方会称为 host 端。

注：偏好设定是最新的 TypeC 规范中对 DRP 部分的描述，新增了两种类型：

DRP try source：和DRP或者DRP try sink相连时，会连成Source。
DRP try sink：和DRP或者DRP try source相连时，会连成sink。

TypeC 确定设备类型的原理

usb 模式

根据 CC 引脚区分 DFP （Host）和 UFP （Device）。

在 DFP 的 CC pin 有上拉电阻 Rp（阻值不确定，后面会说），在 UFP 的 CC pin 有下拉电阻 Rd 5.1k。
没有连接的时候，DFP VBUS 没有输出。
连接时，CC pin 相连，DFP 的 CC 会检测到 UFP 的下拉电阻 Rd，此时表示连接上了，DFP 就会打开 VBUS 电源，输出电源给 UFP。希望能提供原始文档。

具体哪个 CC pin 检测到下拉电阻，就决定了插入方向，顺便切换 RX/TX。

UFP 的下拉电阻 Rd = 5.1 k
DFP 的上拉电阻 Rp 阻值不确定，因为需要这个电阻来确定 USB TypeC 的几种供电模式。
当 Rp 值不同，CC pin 检测到的电压就不同，进而控制 DFP 使用哪种供电模式。

虽然有两个 CC，
但是实际在不含芯片的线缆中只有一根 CC 线，
含芯片的线缆也不是两根 CC 线，是一根 CC 线，一根 Vconn 用来给芯片供电（3.3V或者5V），此时 CC 端下拉电阻 Ra = 800-1.2k 欧

音频配件模式

两个 CC pin 都接了下拉电阻 <= Ra 时，DFP 进入音频配件模式，左右声道、mic 都具备

DP 模式和 PCIe 模式

USB PD 是在 CC pin 上传输，PD 有个 VDB（Vendor defined message ）功能，定义了 Device 端 ID，读到了支持 DP 或者 PCIe 的装置，就进入 alternate 模式。

如果 DFP 认到 device 为 DP，便切换 MUX/Configuration Switch，让 Type-C USB3.1 信号脚改为传输 DP 信号。AUX 辅助由 Type-C 的 SBU1,SUB2 来传。HPD 是检测脚，和 CC 差不多，所以共用。

而 DP 有 lane0-3 四组差分信号， Type-C 有 RX/TX1-2 也是四组差分信号，所以完全替代没问题。而且在 DP 协议里的替代模式，可以 USB 信号和 DP 信号同时传输，RX/TX1 传输 USB 数据，RX/TX2 替换为 lane0,1 两组数据传输，此时可支持到 4k。

如果 DFP 认到 device 为 DP，便切换 MUX/Configuration Switch，让 Type-C USB3.1 信号脚改为传输 PCIe 信号。同样的，PCIe 使用 RX/TX2 和 SBU1,SUB2 来传输数据，RX/TX1 传输 USB 数据。