自從蘋果發布了新macbook，usb type-c介面就成為了熱議物件。我來從硬體角度解析下這個usb type-c，以便大家更好的了解usb type-c的工作原理。
特色引腳定義
可以看到，資料傳輸主要有tx/rx兩組差分訊號，cc1和cc2是兩個關鍵引腳，作用很多：
•探測連線，區分正反面，區分dfp和ufp，也就是主從
•配置vbus，有usb type-c和usb power delivery兩種模式
•配置vconn，當線纜裡有晶元的時候，乙個cc傳輸訊號，乙個cc變成供電vconn
• 配置其他模式，如接音訊配件時，dp，pcie時
電源和地都有4個，這就是為什麼可以支援到100w的原因。
不要看著usb type-c好像能支援最高20v/5a，實際上這需要usb pd，而支援usb pd需要額外的pd晶元，所以不要以為是usb type-c介面就可以支援到20v/5a。當然，以後應該會出現整合到一起的晶元。
輔助訊號sub1和sub2(side band use)，在特定的一些傳輸模式時才用。
d+和d-是來相容usb之前的標準的。
這裡說一下，usb3.0只有一組rx/tx，速度是5gb，usb type-c為了保證正反都可以插就用了兩組，但實際上資料傳輸還是只用了一組rx/tx,速度就已經達到10gb了。如果後面公升級協議，兩組都傳的話就和displayport一樣20gb了。
工作流程
上圖dfp (downstream facing port)也就是主，ufp (upstream facing port)為從。除了dfp、ufp，還有個drp (dual role port)，drp可以做dfp也可以做ufp。當dpr接到ufp，drp轉化為dfp。當drp接到dfp，drp轉化為ufp。兩個drp接在一起，這時就是任意一方為dfp，另一方為ufp。
在dfp的cc pin有上拉電阻rp，在ufp有下拉電阻rd。未連線時，dfp的vbus是無輸出的。連線後，cc pin相連，dfp的cc pin會檢測到ufp的下拉電阻rd，說明連線上了，dfp就開啟vbus電源開關，輸出電源給ufp。而哪個cc pin(cc1，cc2)檢測到下拉電阻就確定介面插入的方向，順便切換rx/tx。
電阻rd=5.1k，電阻rp為不確定的值，根據前面的圖看到usb type-c有幾種供電模式，靠什麼來甄別? 就靠rp的值，rp的值不一樣，cc pin檢測到的電壓就不一樣，然後來控制dfp端執行哪種供電模式。
需要注意的是，上圖里畫了兩個cc，實際上在不含晶元的線纜裡只有一根cc線。
含晶元的線纜也不是兩根cc線，而是一根cc，一根vconn，用來給線纜裡的晶元供電(3.3v或5v)，這時就cc端沒有下拉電阻rd，而是下拉電阻ra，800-1200歐。
當cc pin兩個都接了下拉電阻<=ra，dfp進入音訊配件模式，左右聲道，mic都俱全，如上圖。
usb type-c和displayport，pcie
usb pd是bmc編碼的訊號，而之前的usb則是fsk，所以存在不相容，不知道目前市面上有沒有能轉換的產品。
usb pd是在cc pin上傳輸，pd有個vdm (vendor defined message)功能，定義了裝置端id，讀到支援dp或pcie的裝置，dfp就進入替代(alternate)模式。
如果dfp認到device為dp，便切換mux/configuration switch，讓type-c usb3.1訊號腳改為傳輸dp訊號。aux輔助由type-c的sbu1,sub2來傳。hpd是檢測腳，和cc差不多，所以共用。
而dp有lane0-3四組差分訊號，type-c有rx/tx1-2也是四組差分訊號，所以完全替代沒問題。而且在dp協議裡的替代模式，可以usb訊號和dp訊號同時傳輸，rx/tx1傳輸usb資料，rx/tx2替換為lane0,1兩組資料傳輸，此時可支援到4k。
如果dfp認到device為dp，便切換mux/configuration switch，讓type-c usb3.1訊號腳改為傳輸pcie訊號。同樣的，pcie使用rx/tx2和sbu1,sub2來傳輸資料，rx/tx1傳輸usb資料。
這樣的好處就是乙個介面同時使用兩種裝置，當然了，轉換線就可以做到，不用任何晶元。
總結
usb type-c終結了長期以來usb插來插去的缺陷，節省了人們大量的時間，換一次方向至少2s吧，按全球10億人每天插拔一次usb，50%概率插錯，共耗時277000多小時，約為31年，太恐怖了。
至於thunderbolt，lightning，該怎樣還是怎樣吧，畢竟百花齊放才是五彩的世界
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