USB Type-C接口信号总结

USB2.0采用一组差分信号D+和D-半双工的进行通信，最高可以支持480Mbps的通信速率，USB线缆最长5m。

USB3.0则把USB通信速率的限制从480Mbps提高到了5Gbps，但是之前几代所沿用的USB接口无力支持这个速率的提升，因此在USB3.0的接口设计上，实际上是在之前D+和D-的基础上额外增加了两对高速的差分线，这样在与USB2.0及其以下设备进行通信的使用使用D+和D-，与USB3.0设备通信的时候，使用新增加的这两对差分数据线，从而实现了对USB2.0和USB3.0设备的兼容。但USB线缆最长则降到了3m。

从USB3.1规范开始，导入了新的TypeC接口，在通信速度最高提升到10Gbps的同时，提供了更轻更小的接口、正反插能力、Alternate Mode及PD快充协议等新特性。当然，USB线缆的最大长度在USB3.1规范中进一步降到了2m。

USB Type-C接口的各个引脚介绍

USB-C接口总共有24个pin，可支持正反插。

USB-C接口插座端的Pin脚布局

USB-C接口插头端的Pin脚布局。

USB-C接口引脚说明

D+/D-: A6，A7，B6，B7

• • 占24个引脚中的四个引脚，提供了对USB2.0数据传输差分对的兼容。这里有两组D+/D-差分对，但是实际使用中只会用到一组，两组pin的布局是用来支持正反插的。

GND：A1，B1，A12，B12

VBUS：A4，A9，B4，B9

• • GND和VBUS分别用于提供USB-C接口连接所需要的地信号和电源信号。
• • 默认的VBUS电压是5V，但是USB-C的规范运行host和device协商使用其他的电压。例如PD快充协议可以运行VBUS最高达到20V电压，最大电流达到5A，因此最高可以提供100W的充电功率。

RX：A10，A11，B10，B11

TX：A2，A3，B2，B3

• • USB-C接口上提供了USB3.x协议下的两组RX差分对和两组TX差分对，占去了8个pin脚。 RX和TX分开，因此可以实现上行和下行的全双工通信。

CC/VCONN：A5，B5

• • 在以下独立描述。
• • VCONN引脚上提供一个5V 1W的功率，为TypeC Cable里面所包含的EMarker芯片供电。

SBU：A8，B8

• • 只用于alternate mode。

USB-C接口中的CC引脚的作用

CC表示Channel Configuration的意思。CC引脚具有多项功能：插拔检测，正反插方向检测，source端的电流支持能力播报，在PD快充（Power Delivery）和alternate mode中也会用到。

插拔检测：

在USB Device端尚未插入的情况下，USB Host的CC引脚处于上拉断路的状态。当USB Device插入的时候，Host端和Device端的CC引脚形成回路，导致CC端的引脚电平发生一个下跳沿。Host端就是通过检测CC引脚的下跳边沿来触发插入事件，上跳边沿来触发拔出事件。

正反插方向检测：

USB Host端通过CC1还是CC2上发生的上下边沿电平跳变来判断是正向还是反向的插拔事件。

Host端的电流支持能力播报（Current Advertisement）：

Device端Rd的电阻阻值固定为5.1Kohm，Host端通过Rp电阻阻值的不同，在CC引脚上的产生不同的电压，Device端通过了解CC引脚的电压能够得知最大可以从Source拉多大的电流（1.5A或者3A）。

使用CC引脚的电阻阻值组合侦测设备类型

如上所述，普通的USB TypeC设备端，CC引脚的Rd的电阻阻值固定为5.1Kohm，除了这个5.1K阻值以外，还有一种Ra=800-1200ohm的阻值用于对TypeC device端所连接的设备类型进行标记和识别。

以下是从Host端的视角根据CC引脚所连接电阻阻值的不同，来区分其设备类型：

•  Nothing Attached：当Host端检测到两个CC引脚均为Open的情况下，表示该TypeC口没有连接。
•  UFP Attached：当Host的两个CC引脚，一个为Open，一个连接的device端电阻阻值为Rd即5.1Kohm时，表示该TypeC口直接连接了普通的TypeC device设备。
•  Power Cable/No UFP Attached：当Host的两个CC引脚一个为Open，一个所连接的device端阻值为Ra即800-1200ohm的情况下，表示该TypeC口连接的是一条USB TypeC线，并且线的另外一头没有连接TypeC device。
•  Power Cable/UFP Attached：当Host的两个CC引脚一个连接的device端阻值是Rd即5.1Kohm，另外一个所连接的device端阻值为Ra即800-1200ohm的情况下，表示该TypeC口通过一条USB TypeC线连接到一个普通的TypeC device上。
•  Debug Accessory Mode Attached：当Host的两个CC引脚连接的device端阻值均为5.1Kohm的情况下，表示所连接的这个设备是一个调试外设模式的设备。这种模式使用的很少。
•  Audio Adapter Accessory Mode Attached：当Host的两个CC引脚连接的device端阻值均为800-1200ohm的情况下，表示所连接的这个设备是一个TypeC的音频外设。这种模式下，3.5mm音频外设使用TypeC接口中USB2.0的D+和D-接口传输音频数据。

TypeC的快充协议PD使用CC pin进行协商

TypeC接口的快充PD（Power Delivery）协议也是利用Type-C接口的CC(Configuration channel)引脚作为数据传输通道来协商快充充电的电压、电流和功率的传输方向。在这个协商通信的过程中，PD充电器和device端以及线材（内置emarker芯片）通过特定的数据包在CC pin上交换一些数据信息，充电器可以通过这些交互信息了解到线材以及device端的充电承受能力，从而选择合适的充电电压和电流。

Alternate Mode下使用CC

TypeC的Alternate Mode是一种可选特性，硬件厂商可以利用TypeC接口及其线缆传输其他类型的数据通信协议，这种模式一般用于连接显示器，例如使用TypeC传输HDMI或者DisplayPort类型的显示数据。

最新的TypeC协议中，Alternate Mode可以支持以下五种协议：

•  Thunderbolt™ 3 Alternate Mode
•  DisplayPort™ Alternate Mode
•  HDMI™ Alternate Mode
•  MHL™ Alternate Mode
•  VirtualLink™ Alternate Mode

这些Alternate Mode在TypeC两端的使用，与Power Delivery快充一样，也是通过CC引脚和PD协议进行协商的，一般是在PD快充协议沟通完成后由USB Host发起在设备两端进行Alternate Mode的协商。

USB-C接口中的SBU引脚的作用

SBU是SideBand Use的简写。TypeC中有两个SBU引脚，SBU1和SBU2。SBU1和SBU2引脚在各种不同的应用场景下有不同的作用，主要是在TypeC的Alternate Mode和Audio Accessory Mode中使用。例如在Alternate Mode的DisplayPort模式下，SBU1和SBU2引脚用于传输AUX+和AUX-信号，在音频外设模式下，SBU1和SBU2分别用于作为音频MIC的输入和模拟地信号使用。