USB Type-C 是什么？关于CC正反插检测和设计

6 月 ago

amahoo

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USB Type-C是一个全新的正反插USB连接器规范，能够支持USB 3.1（Gen1和Gen2）、Display Port和USB PD等一系列新标准，最高速率可达10Gbps，Type-C端口默认最高可支持5V3A，支持功率双向传输

PD是什么？

USB PD(USB PowerDelivery)：PD是一种通信协议，它是一种新的电源和通讯连接方式，它允许USB设备间传输最高至100W(20V/5A)的功率，同时它可以改变端口的属性，也可以使端口在DFP与UFP之间切换，它还可以与电缆通信，获取电缆的属性。如果在USB Type-C端口中实现了USB PD，它就能支持USB PD规范中定义的100W功率（20V/5A）。因此，拥有USBType-C端口并不意味着它支持USB PD。

产品中如果支持PD, 一般是会作为一个feature 明确标出来的，另外支持PD就基本上意味着支持快充，当然前提是充电器也需要支持快充才可以

CC(Configuration Channel):

配置通道，这是USB Type-C里新增的关键通道。它的作用有检测正反插，检测USB连接，识别可以提供多大的电压和电流，USB设备间数据与VBUS的连接建立与管理等。cc logic 讲的就是用一块专门的芯片，这个芯片会接到type-c 接口的这两个cc 引脚上，然后通过IIC 和主机进行通信。

USB Power Delivery电力传输是 Type-C接口的特征之一，当需要 USB PD电力传输时，使用 Bi-phase Mark Coded（ BMC）编码协议，通过 CC管脚进行通信，简单来说是一种快速充电标准 , 超过 3A以后都需要用 PD协议来支持，使用 USBType-C的源 (主机或下游集线器端口 )可以在 vbus上实现更高的源电流，以便能够更快地充电需要比 USB3.2规范中指定的更多电流的移动设备或供电设备 ,所有 USB主机和集线器端口都通过 CC引脚来设置当前可用的电流水平

Type-c 中还有几个定义这里补充一下：

DFP(Downstream Facing Port)：下行端口，可以理解为 Host或者是 HUB， DFP提供 VBUS、 VCONN，可以接收数据。在协议规范中 DFP特指数据的下行传输，笼统意义上指的是数据下行和对外提供电源的设备。典型的DFP设备是电源适配器。

UFP（ UpstreamFacing Port）：上行端口，可以理解为 Device， UFP从 VBUS中取电，并可提供数据。典型设备是 U盘，移动硬盘。

DRP（ Dual RolePort）：双角色端口，类似于以前的 OTG， DRP既可以做 DFP(Host)，也可以做 UFP(Device)，也可以在 DFP与 UFP间动态切换。典型的 DRP设备是笔记本电脑。设备刚连接时作为哪一种角色，由端口的 Power Role（参考后面的介绍）决定；后续也可以通过 switch过程更改（如果支持 USB PD协议的话）。切换的过程必须由cclogic 来完成

一个比较复杂的情况，手机连接上无人机遥控器这俩都是DRP;
手机上会问你：
是要查看照片/文件(此时遥控器是(device)UFP, 手机是(host)DFP), 
还是仅充电(此时遥控器是(host)DFP, 手机是（device）UFP)，
或者反向充电

USB PORT的供电（或者受电）情况， USB Type-C将 port划分为 Source、 Sink.

市场上TypeC的产品种类很多，但真正全功能的很少。因为如果你把这个 Type C 所有的功能都集成进去的话,这个口的整个的成本会变得非常贵。实际上很多情况下，设备只是具备了 Type C 的某一部分功能：

只有Type-C，即支持正反插，普通数据传输；

支持Type-C，支持PD协议，可快速充电；

支持Type-C，支持PD协议，支持高速信号，支持超快充电；

全功能，支持Type-C，支持PD协议，支持高速信号，支持超快充电，支持HDMI、DisplayPort等其他协议。

关于USB总线：

USB3.1 Gen1 5Gbps
USB3.1 Gen2 10Gbps
所有USB传输都是主机发起，设备没有主动通知host的能力；
Host可以检测到USB设备的插入，然后会尝试获取device的信息，挂载相应的驱动程序和device进行后续的通信

这里以RT1715为例，看下cclogic的使用

usb 的两根数据线直接接到AP上，两根CC线接到cclogic上，cclogic 通过IIC 和AP通信；

详细的资料查看链接：

https://www.findic.com/doc/browser/EewBXD2DL?doc_id=79402738#locale=zh-CN

为什么type-c是中心对称的情况下，还要cc检测正反插？

虽然结构上，type-c的引脚是中心对称的，但是接到soc上的USB TX/RX引脚还是只有一对，因此还是需要识别正反插的，

当然以上是针对usb 3.0的情况，usb 2.0的话，无需正反插:

1、当Type-C接口仅用作传输DP信号时，则可利用4对TX/RX，从而实现4Lane传输，这种模式称为DPonly模式；
2、Type-C还保留了USB D+/D-，用以接USB2.0设备，同时使用USB D+/D-和上面的DPonly模式配合可实现DP+USB2.0模式；
3、正常来说USB3.0只需要使用2对TX/RX、USB2.0只需要使用一对D+/D-，所以Type-C接口中总会有一半的接口是多余的；而DP的交替模式则是将DP的差分信号加载到2对“多余”的TX/RX上面，所以也可实现USB3.0+DP的模式。

虽然USB Type-C插座和插头的两排管脚上下对称，USB数据信号都有两组重复的通道，但主控芯片通常只有一组TX/RX和D+/-通道。由于USB2.0的数据率最高只有480Mbps，可以不考虑信号走线的阻抗连续性而得到较好地数据传输质量，因此USB2.0的D+/-信号可以不被MUX控制而直接从主控芯片一分二连接至USB Type-C插座的两组D+/-管脚上。但USB3.0或者USB3.1的数据率高达5Gbps或者10Gbps，如果信号线还是被简单地一分二的话，不连续的信号线阻抗将严重破坏数据传输质量，因此必须由MUX切换来保证信号路径阻抗的一致性，以确保信号传输质量

cc如何检测正反插，检测后如何保证正反插都可以和主机正确连接？

勉强看下这个已经被盗糊了的图，可以看到右边cc 识别后事通过一个mux来切换的，而且显然这个mux是外部的，不是cc提供的，因此电路设计上需求注意这一点

#Type-C #USB CC #正反插