關于連接器、控制器和電纜三者的介紹

USB Type-C是最新的有關電纜布線的USB連接器標準。您會看到，從筆記本電腦、智能手機、閃存到視頻系統(tǒng)，這些設備上有一個小型可逆的Type-C連接器。由于Type-C電纜既可以給主機和設備提供數(shù)據(jù)和功率，又可以提供通用的電力電纜解決方案，所以其覆蓋范圍極具包容性且在不斷擴展。加固型連接器比標準USB連接器要更小，適用于更輕薄的設計，并配置在各種不同的應用程序中。其終極目標是：曾纏繞在AC插座附近的一堆電源適配器和專用電纜線將逐漸消失，數(shù)據(jù)傳輸將更加快速。專用視頻電纜線也將告別歷史舞臺。

Type-C將USB規(guī)范的各個部分結合在一起，將為所有應用程序形成一套完整的布線、功率和信號管理系統(tǒng)。USB 2.0 Type-C電纜支持USB 2.0低速、全速和高速格式。USB Type-C全功能電纜也支持USB 3.1 Gen1 和Gen2超速+和極速10G數(shù)據(jù)率。Type-C互連使用USB功率輸出(PD)，使100 W功率容量可進行更快速的電池充電，并為大型設備如筆記本電腦、顯示器和電視等供電。Type-C全功能電纜非?；钴S，其電子標簽是集信號調(diào)節(jié)、電源管理和可配置連接于一體。電纜內(nèi)的電線可以通過PD供應商重新定義的消息(VDM)進行再配置，配置后使用備用和附屬模式來處理視頻和音頻信號。由于其較小的尺寸、功率級的范圍和更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，以及處理多個數(shù)據(jù)協(xié)議的能力，Type-C本身被定位為未來的USB連接器。

1連接器

Type-C連接器更容易使用。您不必檢查插頭的右邊或正確的方向。Type-C電纜兩端都具有相同的連接器，且可以插入插座兩側。使用互連信號，便可以電子識別主機為面臨下行端口(DFP)，識別設備為面臨上行端口(UFP)。

Type-C連接器旨在強化小型設備的設計，且物理尺寸小于USB連接器。其開口約8.4毫米＊2.6毫米，有四根電線。相比早期的連接器，Type-C連接器已取得很大的進展，如Amphenol的新型Type-C連接器。該連接器有24個連接，銷集排成兩行，每邊有12個連接(A1-A12;B12-B1)。由于物理對稱，連接器可以“翻轉”。表1和表2分別列舉了一些插座和插銷。Type-C插座額定電流為5安培。Type-C信號處理是向后兼容的，包括用于USB 2.0信號的四根電線(+5電源線、地線、DP + 和DP-微分數(shù)據(jù)信號)。超速+和極速10G信號所需的差動傳輸和接收對也包括在內(nèi)。還有額外的處理Type-C配置和備用及附屬模式的電線。

圖1: Amphenol的USB Type-C連接器完全符合最新的Type-C標準。這些低而穩(wěn)固的連接器提供了可逆的插頭和電纜線路，并通過擴展5A電流范圍和USB充電功率輸出使充電具有可伸縮性。

表1：Type-C插座銷連接(前視圖)

表2：Type-C全功能插銷連接(前視圖)

由于USB-C可用于許多設備，連接器按照規(guī)格進行了加固。TE連接的USB Type-C連接器在插座外殼的背面進行了EMI設計，相比類似的傳統(tǒng)產(chǎn)品大大增強了性能，且電路板保留的特性也使得其在嚴酷環(huán)境下的性能大大增強。

圖2: TE連接USB Type-C插座提供了一個解決方案，即數(shù)據(jù)傳輸高達10 Gbps、功率高達100 W且音頻/視頻輸入在同一個連接中。571-2129691-1支持各種不同的協(xié)議，且通過使用適配器，其可從單一的USB Type-C接口向后兼容HDMI、VGA、顯示接口和其他類型的連接。

2控制器

USB-C可以通過可配置的電纜、接口和功率設置實現(xiàn)多功能性。Type-C連接允許附加功能，但需要更復雜的管理。正如之前的USB連接器，將控制器整合在現(xiàn)有的芯片中并使用FPGA技術可使組裝平整有序，符合Type-C的開發(fā)需求。端口控制器與PD控制器一起，可處理功率需求和方向。VDM命令可以對進入和退出備用及附屬模式加以控制。Cypress半導體控制器使用ARM Cortex-M0微處理器，且可進行低功耗優(yōu)化。

Fairchild提供一個集成了Vconn開關的可編程的輕型客戶機解決方案。FUSB300C可編程USB Type-C控制器支持所有角色和備用/附屬模式。Type-C連接器可以使用配置通道（CC）電子檢測和配置連接。使用雙相標記編碼(BMC)在CC上進行通訊時，可以配置電纜用于總線布線、電源管理及備用和附屬模式?？刂破鬟壿嬛С郑?/p>

圖3: FUSB300C是一種靈活的、輕型的用于USB Type-C的客戶機解決方案，包括陰影檢測和配置，類似于OTG端口。

檢測連接到端口的有效的電纜連接。由于電纜兩端均有Type-C連接器，所以不支持主機到主機和設備到設備的連接。檢測到有效的連接并采取措施。若連接了兩個主機或兩個設備，則連接有效。

解決數(shù)據(jù)總線布線。從插座和插頭連接中檢測電纜方向和信號需求。不管插座方向如何，可配置布線進行通訊。

解決主機/設備角色。Type-C端口可以是僅主機、僅設備或主機/設備雙重角色。僅主機和僅設備端口在傳統(tǒng)的USB主機和設備中比較普遍，即主機是面臨下行端口(DFP)且設備是面臨上行端口(UFP)。Type-C可以電子識別這些角色，而不需要在功能上對連接器定性。雙重角色的端口也可以進行重新配置：給迷你風扇充電時，筆記本電腦便可用作UFP通過顯示器或DFP充電。

確定電源線是否使用Type-C標準功率或PD。

?如果需要，可以配置Vconn。

?支持可選的備用和附屬模式。

先前的配置通信通常直接在Vbus上使用二進制頻率變換調(diào)制(BFSK)。對于向后兼容性，Type-C控制器也可以在Vbus上使用BFSK，但在CC上卻不可同時使用BMC?？墒褂肨ype-C集線器來增強DFP的功能。其有一個UFD端口，端口必須明確標記，且需有一個或多個DFP。UFP不能是雙重角色端口，且集線器不能處理備用/附屬模式。

圖4: TUSB320的原理框圖。TUSB320設備提供配置通道(CC)邏輯來確定USB端口連接和分離、任務檢測、電纜定位和Type-C電流模式。

備用和附屬模式

備用和附屬模式下的Type-C電纜可以處理非USB數(shù)據(jù)協(xié)議。為支持這些不同的協(xié)議，可使用電纜中某些不同的電線處理USB通信。再利用的電線需有四個極度線對(SSTX1、SSTX2、SSRX1和SSRX2)、兩個邊帶電線(SBU1和SBU2)、兩個2.0的數(shù)據(jù)行(DP + 和DP -)、Vconn和一根CC電線。但并不是所有的電線都進行了重新配置。備用和附屬模式的設置可以使用通過CC接收的PD VDM命令。VDM將指導控制器進入模式并繼續(xù)通訊，直到收到VDM退出命令。

重新配置的電線電纜信號使DisplayPort、VGA、 HDTV和 HDMI中使用的視頻信號在整個電纜中傳輸。某些電源連接也需要備用模式操作。需要直接連接的設備如對接站，其附屬電纜和拇指驅動器需要分配Vconn線且需要在備用模式中進行設置。

音頻適配器附屬模式中的Type-C支持模擬音頻耳機。在這種模式下，音頻信號多路復用到連接器插腳。由于音頻信號與3.5mm音頻插孔中使用的信號相同，Type-C適配器也可以使用3.5mm音頻插孔。

3電纜

Type-C電纜兩端安裝了Type-C連接器。其支持USB 2.0和USB 3.1的功能及數(shù)據(jù)傳輸速度，還可以實現(xiàn)PD。Type-C標準電纜的實際長度及電子標記的電纜需求見表3。實現(xiàn)PD和全功能Type-C電纜必須進行電子標記。從Vconn(或其他來源)中獲得高達1W的功率來支持電纜的電子標記。

圖3： Type-C電纜長度

Although Type-C connectors include all the signal wires necessary to support USB 2.0 and USB 3.1 signals, their physically different shape require adapter cables if used with legacy connectors.

盡管Type-C連接器包括所有必要的支持USB 2.0和USB 3.1信號的信號線，但如果使用在舊版連接器中，由于外型不同則需要適配器電纜。

Legacy adapter cables connect Type-C connectors to:

舊版適配器電纜將Type-C連接器連接到：

USB 2.0 and USB 3.1 Type A connectors USB 2.0和USB 3.1 Type A連接器

USB 2.0 Type B mini and micro connectors USB 2.0 Type B迷你型和微型連接器

USB 3.1 Type B mini and micro connectors USB 3.1 Type B迷你型和微型連接器

附屬電纜，即一端有一個Type-C連接器，另一端則連接到供應商特定設備上。其允許且必須遵循Type-C信號需求。供應商電纜可能是硬接線或有一個供應商特定的斷開連接協(xié)議。附屬電纜是全功能的或支持USB 2.0。

4總結

USB Type-C連接器比傳統(tǒng)的USB連接器更加輕便可靠。Type-C電纜有了控制器的支持，處理數(shù)據(jù)速度可高達1010Gbps且傳輸功率高達100W。Type-C電纜還可以進行配置，使之攜帶USB、視頻和音頻信號。Type-C將成為未來的電纜設計解決方案。更多關于USB的信息，請訪問Mouser Electronics的 USB 技術網(wǎng)站。

注意：USBType-C and USB-C是USB開發(fā)者論壇注冊的商標。

電子標識的電纜包括確定電纜功能的電路(額定電流、性能、供應商ID)。它們是比較活躍的電纜，且需要使用電源，即Vconn、Vbus或其他電源。