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TypeC 和PD简介1

已有 654 次阅读2017-2-8 14:53 |个人分类:TypeC PD Knowledge|系统分类:接口电路| Typec

1. TypeC 和 PD简介（2017/2/8）

首先先明确一下TypeC 和PD （Power Delivery）的关系：

TYPE C：TypeC主要讲的是物理接口，是真实，肉眼可以看到的那个接口，这就叫TypeC。

Power Delivery：以下均简称 PD，是基于TypeC这个物理接口的协议，就是0 1 0 1的具体含义。

USB3.1 Spec：好吧，USB3.1。。。很复杂的东东，说实话，没读过。它就是USB3.0的升级版本，讲解如何在高速差分信号进行传输数据的，和TypeC， PD的Spec关系不大。TypeA和TypeB也可以走相同的信号，这个也是协议上的东西。USB3.1 Gen2 才是支持10G的，目前市面上很少支持10G的HUB，所以在外设上目前都是USB3.1 Gen1 5G的速率，不要被那些楦头骗了。。。听说VIA在做USB 3.1 Gen2 的HUB （本人不是在给VIA打广告，俺是VIA的竞争对手，知己知彼这一点儿还是能做到的。他们的某些产品优势就没那么明显了，毕竟是一家台资的企业，USB这种技术的开拓创新，说实话，目前一直是外国人在引领的。不过，等技术成熟的话，台资企业会把价格压下来，有利于消费者吧）。

TypeC有一个Spec，简称 TypeC Spec，讲述的是物理层次的定义，比如 24个引脚如何分布，如何知道这个接口已经接上设备等等。当外部设备已经接入的话，然后双方之间才会发送一些命令，本质上就是 0 1 0 1，发送的命令的含义有一个Spec规定，简称为 PD Spec。所以PD Spec是依附于TypeC Spec的，（当然，TypeA和TypeB也是支持PD的，不过目前没人会吃力不讨好的去研究他们）。

TypeC Spec的版本号：目前最新的是V1.2版本（2/8/2017）。

PD Spec的版本号：目前最新的是V3.0版本（2/8/2017）。

目前通用的PD Spec中V2和V3版本是类似的， V3版本是在V2的版本的基础上进行bug修复，（不用惊讶，USB大牛们也有打瞌睡的时候）。大家可能就会问了V1 版本呢？ V1版本是有的，不过V1 版本是通过VBUS电源的高频信号进行通信的，技术难度太高了，目前我是不知道谁家能做的。所以， USB-IF在TypeC接口提出的同时，对PD的通信整个都进行了优化，所以说，你不需要看V1版本的PD Spec，V2和V3的版本都可以入门来学习，说实话，不是做Base Code的开发只是学习的话，这两个都是可以的。

说了这么多，那么TypeC长什么样子呢？见下图

这个是母口的图，我相信大家还是知道母口和公口的意思的。。。母口的图很有意思，它是中心对称的， Tx转180度还是会接到Tx中，这是TypeC支持正反插的核心，母口的中心对称意味着每个通道的物理电路需要进行物理修改，剩下的都是固件中的事情了，以下简称 FW （Firmware固件）。

顺便附上公口的图：

以下以母口的pin配置进行解说：

CC1 和CC2：这个Pin是TypeC 和PD Spec最主要的讲解对象，他两是用来识别设备插入以及进行PD沟通用的，（和USB3.1没毛线关系）。

注意：公口只有一个CC，另外一个叫VCONN，为啥呢。识别正方插。。。所以识别设备以及与设备进行PD沟通都是通过一个CC pin来完成的，另外一个干啥，这个比较多了，见EMCA和VCONN Power 相关内容（啥？我没写？好吧，TypeC那么多东西都让我写出来？还不如把我干掉呢。。。自己找TypeC Spec吧）

TX1，Rx1, TX2, RX2: 这些是高速差分通道（记得布线用差分走线，不要不以为意，我支持项目的时候真心有人没走差分，都无语了），这个和USB3.1关系大了，目前一般走的是USB3.0的协议。未来应该会切换到USB3.1 的吧，固件上的改动而已。TX1 和RX1是一对， TX2和RX2是一对。 USB3.1只是会走其中的一对，另外一对干啥呢？见下文中的PD Spec中的Alternative MODE（就叫它替代模式吧）

D+和D-： USB2.0 的信号啦。。。

SBU1 和SBU2; 见下面的PD中的Alternative MODE （替代模式）

VBUS和GND：电源和地，没啥说的。。。

TypeC的介绍就先到这儿，下面是PD的时间了：

PD是TypeC中又一吸引人的地方。说实话，如果只是TypeC而没有PD的话，和Lighting有啥区别呢。。。

优势1：电源和数据的完全独立。

可能有人就会问了，电源和数据以前不独立，答案是不独立。传统的USB，数据是HOst的话，电源一定是Source；数据是Device的话，电源一定是Sink。（我指传统，不传统的没具体研究过，USB发展那么多年了，我不可能知道每一次USB变革）

如果有了PD的话，我们就可以分开了Host和Source就很随意了，只需要在CC上发命令就好： Power Role Swap （简称PR_SWAP）或者是 Data Role Swap （DR_SWAP）。

优势2： Alternative MODE（替代模式）

相信大家肯定碰到过各种各样的接口，比如视频的专用接口（Display Port， HDMI， VGA等等），还是Intel强推的Thunderbolt雷电接口。TypeC和PD又一吸引人的地方就是这些接口都兼容，（有种不作就不会死的感觉，要和视频接口干一架了）。PD中会有专门的命令进入Alternative MODE，叫VDM。进入之后，TypeC的这些pin的功能就重新定义了，比如Display Port的替代模式中 TX和RX走视频数据，4 lane DP就占用了4对差分信号（所有的TX和RX），辛亏DisplayPort支持2 lane模式，只占用2对差分信号（TX2和RX2，示例而已）。这样我们就既可以支持USB数据，也可以支持视频数据，皆大欢喜。SBU信号线是用来走DisplayPort AUX信号的

大家有没有觉得TypeC的接口定义和DisplayPort接口结合的很完美，不好意思，这都是被HDMI逼的。DisplayPort为了干掉HDMI，和USB-IF合作了。。。当然HDMI不甘示弱，也和USB-IF合作了，不过时间有点儿晚了，晚了2年吧，现在才有市场开始做HDMI Alternative MODE的Demo。。。USB-IF坐收渔翁之利。又跑题了。。。另外，Intel也宣布雷电接口也放弃mini DP接口，改用TypeC接口。。。好吧，USB-IF又赢了。。。

优势3：大电压和大电流的传输以及实时调节：

请大家谨记，如果只是TypeC接口，不支持PD的话，是不支持大电压和大电流的传输的。（无视掉无良厂商的胡吹）

PD是支持100W的，20V和5A。。。目前市场上笔记本都还好，都是走PD的标准流程。不过大部分手机厂商，说实话，实在是不敢恭维，用的是TypeC 的接口，走的高通或者自己的协议，走就走吧，TypeC PD有开放这样的私有协议，他们偏偏不用，用D+或者D-来走。。。**先人板板，这不是坑消费者嘛，目前，高通已经和USB-IF妥协了，QC4.0要通过PD Spec来走。。。（妥协？就是这个词儿，因为高通不乐意，QC可是要收费的，USB PD是免费的，高通当然不乐意了）。好吧，以前版本的广大消费者们，在未来你们的旧手机（不支持PD的）是不支持市面上通用的充电器的（只能5V充电），所以我说这是在坑消费者。 TypeC提出的初衷就是要整合市场中各种各样的接口和协议，结果他们把初衷都违背了，哎。。。

总之，目前来看USB-IF仍然是赢家。。。

以上均是我的个人所得，讲了这么多，有废话，我相信也有一些有用的东西，绝大部分应该是对的，哈哈哈，欢迎大家指正。