​USB Type-C已不再是全新话题，这个USB界面协议，与常见用于笔记型电脑的Type-A或Android手机的Micro-B之间最大的差异，在于USB Type-C支援正反插的设计。藉由24根脚位左上与右下对称的设计，达到正插与反插都有一半的脚位可正常动作。最简单的USB Type-C界面，支援USB 2.0（表1中的D+与D-），将高速讯号对加入，支援USB 3.1 Gen1（5Gbps）或USB 3.1 Gen2（10Gbps）的传输速度（表1中的Tx+-与Rx+-）。此外，USB Type-C可透过Power Delivery（以下简称PD）协议，将供电瓦数由原本的5V/3A向上提升至20V/5A，最新的 USB-C 接口的 USB-IF（USB 开发者论坛）在其官网上放出了全新的 USB-C 规范 2.1 修订版，更是将100W整到240W（USB-C 接口支持 240W 供电后，它会一统江湖吗？）同时，PD 2.0之后的版本加入了Alternative Mode（以下简称Alt-Mode），透过Alt-Mode可重新定义表1的脚位定义，使USB Type-C的接头除了传递资料、电源，还能传递影像资讯。

USB Type-C可兼顾资料、电源与影像的传输，因此，我们可从数款新发售的旗舰款手机、或最新的笔记型电脑发现，越来越多装置采用USB Type-C的介面，成为一种趋势。以下文章将就USB Type-C规范，分为资料、电源与影像三个部分进行介绍分享！

USB4传输速率增至40Gbps

1、传输带宽：USB4最大是40Gbps。

2、传输协议：USB4通过隧道技术将USB 3.2，DP和PCIe协议封装成数据包，同时发送。

3、DP的传输：USB4除了可以通过DP Alt Mode（替代模式）来配置输出，还可以通过USB4隧道协议数据包来提取出DP数据。

4、PCIe的传输：USB4支持PCIe的传输，通过USB4隧道协议数据包来提取出PCIe数据。

5、TBT3的传输：USB4支持TBT3的传输，就是通过USB4隧道协议数据包来提取PCIe和DP数据。

6、Host to Host：主机和主机之间通信，USB4支持。主要是USB4支持PCIe协议才能支持这个功能。

注：隧道技术可以看作是将不同协议的数据整合到一起的技术，通过数据包头来区分类型。

在USB4中，DisplayPort视频、USB 3.2数据和PCIe数据是可以在同一个通道传输的，这是两者最大的差异。可以看下图来加深理解。

USB4通道可以想象成可以通行各种类型车辆的车道，USB数据，DP数据和PCIe数据想象成不同的车。同一个车道有不同的车排成队在有序行驶，USB4同一个通道传输不同类型的数据也是这个原理。USB3.2，DP和PCIe数据先汇聚在一起，通过同一个通道发送出去，到对方的设备，然后再分离出3种不同类型的数据来。图片

PPS规范满足快充需求接着探讨与电源相关的PPS

过去，人们为了缩短充电速度，藉由提高充电器的输出电压，以增加进入手机的充电瓦数。然而，因为手机内的降压线路将高压降转为低压的效率不高，导致手机充电有发热情形。

为解决此问题，希望能将手机内的降压线路移除，使充电器的输出直接接到手机电池端，输出可随电池电压的变动而调整，因此有PPS的定义。

PPS如同标准固定输出的PD，定义出四种标准电压：5V（可调3~5.9V）、9V（可调3~11V）、15V（可调3~16V）、20V（可调3~21V ），在每一组可调的电压范围内，受电方可依据供电的电流状况对电源供应器作最小20mV电压步径或50mA电流步径的调整。

如果再配合芯片厂商最新开发出用于设备端不同倍数的Voltage Scaler，以3A的线材即可对电池作6A、9A或12A的大电流充电。

以USB芯片供应商威锋电子为例，该公司旗下专为充电器使用的USB Type-C PD DFP芯片VP300，本身支援PD 3.0和QC3.0协议，芯片内部整合TL431，可直接透过光耦元件反馈给一次侧AC-DC的电源控制芯片。

除针对AC-DC所设计的TL431反馈回路，VP300同时整合I2C与FB参考电压的回馈，可针对不同DC-DC的需求进行控制。内建5V LDO毋须外接电源线路，可让Vconn供应70mW的电源给E-Marker。

另外，在USB Type-C的1.3版本，新增Vconn Power Device（VPD）规范，VPD装置不仅可接受由原本的Vbus供电，也能接受由Vconn提供的最低3V电压。最低3V的目的，在于移动式装置内常放置一颗锂电池，单颗锂电池的最低放电电压一般设定在3V。

以前，透过USB接口的Vbus供电时，供电端须将电池电压透过升压线路升到5V，而受电端会将5V透过降压芯片降到3.3V或1.8V，给内部其他芯片使用，造成两边都进行电源转换而损失效能。

若能透过Vconn直接将电池的电压有效供应，毋需供电方或受电方放置其他的电源转换芯片，就可以大幅提升整体电源的转换效率。

至于前面所提到的E-Marker，放在两头都是USB Type-C的线材之中，就像是线材的身分证，用以存储线材的资料，其包含可负载的电流（3A或5A） 、USB速度（USB 2.0或USB 3.1）、线材的耐压等，而E-Marker所需的电源，是由供电方从Vconn之中所提供。

USB Type-C和DisplayPort，PCIE

USB PD是BMC编码的信号，而之前的USB则是FSK，所以存在不兼容，不知道目前市面上有没有能转换的产品。

USB PD是在CC pin上传输，PD有个VDM （Vendor defined message）功能，定义了装置端ID，读到支持DP或PCIe的装置，DFP就进入替代（alternate）模式。

如果DFP认到device为DP，便切换MUX/Configuration Switch，让Type-C USB3.1信号脚改为传输DP信号。AUX辅助由Type-C的SBU1，SUB2来传。HPD是检测脚，和CC差不多，所以共用。

而DP有lane0-3四组差分信号，Type-C有RX/TX1-2也是四组差分信号，所以完全替代没问题。而且在DP协议里的替代模式，可以USB信号和DP信号同时传输，RX/TX1传输USB数据，RX/TX2替换为lane0，1两组数据传输，此时可支持到4k。

如果DFP认到device为DP，便切换MUX/Configuration Switch，让Type-C USB3.1信号脚改为传输PCIe信号。同样的，PCIe使用RX/TX2和SBU1，SUB2来传输数据，RX/TX1传输USB数据。

这样的好处就是一个接口同时使用两种设备，当然了，转换线就可以做到，不用任何芯片。

总结我们的理解

USB Type-C终结了长期以来USB插来插去的缺陷，节省了人们大量的时间，换一次方向至少2s吧，按全球10亿人每天插拔一次USB，50%概率插错，共耗时277000多小时，约为31年，太恐怖了，一个接口搞定了音视频数据三种，体积还算小。可以预见，以后安卓机可以改为USB Type-C接口了，如果只需要USB2.0的话，只需要重做线缆，不用芯片，成本上完全可以忽略不计，至于苹果的干儿子，英特尔的亲儿子，Thunderbolt接口在TYPE C接口的定位，明天继续和大家聊。