Type C接口浅析01
一 规范定义：
USB Type C是USB-IF新定义的线缆跟连接器。
USB相关的协议规范都可以从此网站https://www.usb.org/documents下载到
二 接口定义：
插座引脚定义：
插头引脚定义：
总共有24个PIN（20个信号），4个电源正，4个电源地，5组差分线（其中插座的A6与B6，A7与B7物理上是连接到一起的），4个单端信号（CC1，CC2，SBU1，SBU2）。
分组 | 信号名 | 描述 |
|---|---|---|
电源 | VBUS | VBUS, capable of up to 5A |
VCONN | VCONN is a power source to active cable which is capable of supply up to 0.2A @ 5V. Unconnected CC pin will be reconfigured to VCONN when a device is plugged in. | |
地 | GND | Ground |
高速差分信号 | TX1+ | First HS Diff TX pair |
TX1- | ||
RX1+ | First HS Diff RX pair | |
RX1- | ||
TX2+ | Second HS Diff TX pair | |
TX2- | ||
RX2+ | Second HS Diff RX pair | |
RX2- | ||
低速差分信号 | D+ | Low Speed Differential Pair, primary for USB 2 connection |
D- | ||
配置信号 | CC1 | Configuration Channel 1. Used for device detection, orientation detection and Alternate Mode configuration. Unconnected pins will be reconfigured to Vconn. |
CC2 | Configuration Channel 2.Used for device detection, orientation detection and Alternate Mode configuration. Unconnected pins will be reconfigured to Vconn | |
边带信号 | SBU1 | Sideband Use signals. |
SBU2 |
三 PIN信号解析：
电源VBUS：
USB PD3.0规范支持高达20V@5A的输入或者5V@3A的输出。
而今年5月份USB-IF正式发布了USB PD3.1标准，电源范围从原来的SPR（Standard）外，增加了EPR(Extended Power Range)，新引入了28V、36V、48V三个固定电压档跟15V-28V、15V-36V和15V-48V三个可调电压档位（AVS），最大功率上升到240W。
Type-C作为DFP模式时（例如HOST或适配器）VBUS输出默认是没有电压的，只通过CC线的上拉电流大小来通知外设默认支持电流大小（5V:900mA,1.5A，3A），当接上外设后(UFP)CC线会被外设的5.1K电阻接地，VBUS就会输出5V。此后双方可以通过CC线进行数据通信，并协商到更高的充电电压（PD功能）。
下图是双Type C的电源架构图：
CC1，CC2：
配置通道，用于设备的检测，方向检测和可选的模式配置；未连接的脚则会被配置为Vconn，用来驱动有源线缆。
有源线缆：电子标签线
全功能的Type C线要求有电子标签，而USB2.0 Type C线可选，电子标签能否响应USB PD独特的指令，从而返回提前烧录好的信息，如VBUS最高电压电流、USB信号类型（2.0/3.1）、VID 等。
CC1，CC2配置流程：
? Source-to-Sink attach/detach detection；
发送跟接受的对接分离检测
? Plug orientation/cable twist detection；
插入方向检测
? Initial power (Source-to-Sink) detection and establishing the data (Host-to-Device) relationship；
初始化电源关系（Source-only，Sink-only，Dual-Role-Power (DRP)）和建立数据主从关系（DFP-only，UFP-only，Dual-Role-Data (DRD)）；DFP对应HOST，UFP对应device
? Detect if cable requires VCONN；
侦测线缆是否要求VCONN
? USB Type-C VBUS current detection and usage；
VBUS电流的侦测和用法
? USB PD communication；
电源传输沟通
? Discovery and configuration of functional extensions。
发现和配置可选功能
CC硬件设计注意事项：
BMC：Biphase Mark Coding
一种曼彻斯特编码，Emarker的信息包是通过此编码后再CC通道上传输的。
典型速率是300Kbps
BMC接收器要求通道上电容在200pF~600pF之间。
CC1，CC2的layout走线要求：
四 Type C差分信号拓扑：
Intel推荐的Type C接口架构图：
- 只支持USB2.0的；
- 支持USB3.0，非双角色的；
- 支持USB3.0，双角色的；
- 支持双角色USB3.0跟DP 双通道；
- 支持双角色USB3.0跟DP四通道。
- Type C耳机应用
五 Type C接口的防护设计：
自从USB Type-C 连接器发布以来，已经发布了很多不符合USB Type-C 规格的USB Type-C 的产品和配件。其中的一个示例就是仅在VBUS 线路上布设20V电压的USB Type-C 电力输送适配器。USB Type-C的另一个问题是，由于此小型连接器中的各引脚极为靠近，因此连接器的机械扭转和滑动可能使引脚短路。这可能导致VBUS 与CC 和SBU 引脚短路。此外，由于Type-C 连接器中的各引脚极为靠近，所以存在碎屑和水汽导致VBUS 引脚与CC 和SBU 引脚短路的严重问题。这些非理想的设备和机械事件使得CC 和SBU 引脚必须具有容差，即使它们仅在5V 或更低电压下工作。
端口保护器通过在CC 和SBU 引脚上提供过压保护，可以使CC 和SBU 引脚实现20V 容差，同时不会干扰正常工作。该器件将高压FET 串联放置在SBU和CC 线路上。当在这些线路上检测到高于OVP 阈值的电压时，高压开关被打开，并且将系统的其余部分与连接器上存在的高压状态隔离。
Type C端口保护器：可提供VBUS 短路过压和IEC ESD 保护。
Intel推荐：
电源VBUS需要串接磁珠，每个VBUS脚旁边要有一个0402 0.1uF电容；配置通道CC1，CC2旁边需要有0402 100pF电容；其余信号都需要加ESD管。
共模电感的选择指导：
六 雷电接口
Thunderblot
雷电接口指的是协议，并不直接指接口规格，市面上现有的雷电三、四接口都兼容Type C接口，但是Type C接口不一定支持雷电接口。端口处有雷电标记的表示为雷电接口，否则为Type C接口。
雷电接口架构：
