要做自己的调试工具,还是先从Type-C说起,毕竟这是目前为止最为通用的接口。
USB在2.0的时候都是4线制式,直到USB3.0推出后,线束改为了9跟线,但也兼容原来的4线制,其实就是在保留4原来4线通信的基础上,又增加了5根线用于高速通信,这样可以基本保证了最常用的Type-A接口的尺寸兼容性。
后来TYPE-C就被定义出来了,这一下扩展了USB通信的生态,于是各种音视频,充放电都可以基于USB协议进行扩展了。
TYPE-C为了可以兼容正反插,所以对于公头部分的正反插正好是对调的,如下图所示
TYPE-C接口的功能:
- 电源供电能力,最高支持20V/5A (现在PD协议升级到3.0,最高电压可以到48V),这里要注意的是,决定TYPE-C供电能力的还有线束的规格,线材分为3A/5A 线材,在负载超过60W时,要选用5A电流规格的线材。使用PD协议,通过CC信号进行通信。数据传输,支持一共四组高速差分信号和一组辅助差分信号,可以工作在Alt Mode模式支持DP、USB3.0和PCIE等高速信号传输。向下兼容USB2.0的协议。
有时候我们的双头都是TYPE-C的线无法充电,无法投屏,这是因为TYPE-C的线材分为全功能版和非全功能版本。
全功能版本的线材很粗,而且接头部分也会比较长,支持电源以及PD协议,USB2.0和高速数据传输。
非全功能版本则各式各样,有的只能供电,有的具备普通USB2.0通信,有的支持高速数据传输,可以进行显示器扩展。
对于便携式电子设备,充电器的高功率能力非常重要,因为这意味着设备电池可以更快地完成充电。USB PD 3.0标准定义了电源输出电压和功率规范,以确保不同PD电源和设备之间的兼容性。根据其额定功率,电源输出电压为5V、9V、15V和20V四个电压等级,允许通过的最大电流为3A。最大电流水平也可以提高至5A,但需要提供一条特殊的、带电气标记的线缆以确保安全。
引脚相关介绍
D+ 和 D- 差分对
D+和D-引脚是用于USB 2.0连接的差分对。插座中有两个D +引脚和两个D-引脚。
但是,这些引脚相互连接,实际上只有一个USB 2.0数据差分对可供使用。冗余设计只是为了提供可翻转的连接器。
VBUS和GND
VBUS和GND引脚是电源和信号的返回路径。默认的VBUS电压为5 V,但标准允许器件协商并选择VBUS电压而不是默认值。电源传输允许VBUS具有高达20 V的电压。最大电流也可以升高到5A。因此,USB Type-C可以提供100 W的最大功率。
Rx和Tx引脚
有两组RX差分对和两组TX差分对。这个RX对以及TX对可用于USB 3.0 / USB 3.1协议。
由于连接器需要兼容可翻转,因此需要多路复用器通过电缆正确地重新路由所采用的差分对上的数据。
USB Type-C端口可以支持USB 3.0 / 3.1标准,但USB Type-C的最小功能集不包括USB 3.0 / 3.1。
在这种情况下,USB 3.0 / 3.1连接不使用RX / TX对,并且可以被其他USB Type-C功能使用,例如备用模式和USB供电协议。这些功能甚至可以利用所有可用的RX / TX差分对,正因为协议如此,所以市场上出现了很多种线,购买的时候要注意。
CC1和CC2引脚
CC1和CC2是通道配置引脚。它们执行许多功能,例如电缆连接和移除检测、插座/插头方向检测和当前广播。这些引脚也可用于Power Delivery和Alternate Mode所需的通信。
下面的图中显示了CC1和CC2引脚如何决定插座/插头方向。在图中,DFP代表下游面向端口,该端口充当数据传输中的主机或电源角色。UFP表示上游面向端口,它是连接到主机或电力消费者的角色。
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