缘起
最近某些新电脑的发布，看到带了全功能的type-c接口，一直搞不懂什么type-c还有什么全功能，半功能？和雷电3又有什么区别，雷电3又有什么全速，半速。由于搞不清，所以网上看了很多资料，这里总结一下以备后续查阅
说说USB
你肯定会说，这个我知道，就是下面这种的



没错，这确实是USB接口，但其实这个样子的接口全称是USB Type-A，除此之外USB家族还有USB Type-B、USB Type-C。



是不是对USB Type-C这个接口无比的熟悉，哈哈。现在很多安卓机充电的接口就是这样的，他解决了USB Type-A的“永远插不对”的问题。但实际上，USB Type-A、USB Type-B，USB Type-C这些都是指接口的形状，什么意思呢？因为USB还有协议的划分，相信你也听过USB又有什么2.0，3.0，3.1，这个呢其实是说的传输协议，理解不了传输协议的可以简单理解为传输的速度，数字越大传输速度越快。
目前用的比较多的是USB3.1，USB3.1极限速度可以达到10GB/S，USB3.1又分为Gen1和Gen2，Gen1最大传输速率为5Gb/s，Gen2最大传输速率才为宣称的极限速度10Gb/s。
PS：USB3.1 Gen1其实就是USB3.1没推出之前的USB3.0，随着USB3.1的推出，改名为USB3.1 Gen1
而传输速率，如果你单单通过接口形状看，是看不出来的，因为你比如USB3.1 Gen1和Gen2他们的接口形状都是一样的，你区分不了。那么如何区分呢？Intel有要求在接口旁边和数据线旁边标明带宽提示。就是会在右上角写明带宽，如下图



PS：但我发现有一部分接口并没有这个数字的标识，这个时候只能自己想办法区分了。
说说全功能type-c到底是什么意思
全功能的type-c就是集成了DisplayPort Alt Mode的线（DP视频输出），该替代模式允许原生的DisplayPort高清数字信号通过USB Type-C传输，听不懂是吧？听不懂就对了。

说人话就是全功能可以进行视频传输，非全功能的只支持数据传输和充电，所以如果你想像下面这样通过Type-c接口外接扩展显示器，请一定买全功能的，当然全功能和非全功能在接口上你也看不出来，不过全功能的一般都会拿出来吹（比如小新pro 13.3），没注明的基本就不是全功能。


说说雷电3
再说说雷电3，雷电3英文叫thunderbolt3，是intel出的一种传输协议，在此之前还存在thunderbolt1，thunderbolt2
thunderbolt1，thunderbolt2的常用接口长下面这样，其实就是DP接口的形状



thunderbolt1最高支持10Gbps/S，thunderbolt2最高支持20Gbps/S

thunderbolt3长下面这样，最高支持40Gbps/S



你可能会说，卧槽，thunderbolt3怎么跟USB Type-C一毛一样？是的，你说对了，就是一毛一样。还是那句话，雷电3只是一种协议，他的接口的形状可以为任何形状，可能是发现USB Type-C的接口安卓机用的多，原先的DP接口形状又丑又胖又冷门，所以从thunderbolt3开始，接口形状由DP改成了USB Type-C。

这个时候你肯定会问，卧槽，我买了一台笔记本，我如何知道他背后的协议是不是雷电的协议呀，万一我花了雷电3协议的钱结果买了个USB3.1 Gen1协议的我不是血亏？是的，你亏了，所以下面会教你如何区分这两者。

如何区分？有的笔记本生产厂家为了让用户区分，会在旁边加个闪电标识这个接口是雷电的协议



然后自己买的时候多看看商品的说明，一般而言，如果是雷电3的协议厂家都会写出来，雷电3协议这么好，不拿出来吹？比如某宝的某款电脑的详情页会写如下



通过这个就可以区分了
说说满速雷电3和半速雷电3
雷电3接口融合了4条PCIe3.0总线、包括USB3.1 Gen2以及DP1.2/1.4(也就是说雷电也可以进行视频传输)
而之所以会存在满速与半速，其主要原因是部分轻薄本独立显卡加入后占据了部分PCIe，导致剩余的原生PCIe通道数不足4条，只有2条PCle，只有2条的时候速度就慢了，我们就把他叫做半速的雷电3接口。

由于速度不够就带来了很多问题，比如有的固态硬盘需要PCIe*4带宽才能满速运行，有的5K显示器也需要40Gbps才能带的动，在外接显卡时也会导致性能减弱。
那么如何分辨是满速和半速的雷电3，通过接口也是看不出来的，但一般如果是满速，厂商早就吹爆了。比如联想的y9000x就是两个满速雷电3
说说雷电3的NB之处
雷电3可以作为视频输出接口外接显示器，它可以连接两个4K分辨率/60Hz的显示器或者一个5K分辨率/60Hz的显示器。加上笔记本本身的屏幕，用户最多可以享受到3块显示器带来的震撼体验。相比usb3.1的只能进行单个4K屏输出。

雷电3接口可以为笔记本或者手机、平板等外接设备充电，最大供电能力可达100W。试想，当笔记本不再需要庞大的电源适配器来充电的时候，它的便携性将会更加突出。

此外，雷电3接口还可以外接显卡扩展坞，为笔记本提供更强的图形处理能力。

总的来说，一个雷电3接口就可以搞定传输数据、外接显示器、双向充电等功能，它将为我们使用笔记本带来极大的便利。

值得一提的是，英特尔在今年初开放了雷电3协议规范，从此以后，无论是PC设备、平板设备，还是任何形式的外接扩展设备，都将无需向英特尔缴纳高昂的授权费。
雷电3这么强，能外接显卡吗？

一台轻薄本，在公司工作 （摸鱼），回去家里外接显卡一插开始打游戏的梦想是不是可以实现了？只能说可以实现一部分

雷电3最高支持40Gbps/S，而桌面平台显卡的标准带宽64Gbps/S。所以采用满速雷电3外接显卡，依然会有性能损失，但这是目前最强的解决方案，如果你不满意，那也没有办法。
总结
反正对着下面买不会错

我下面所说的type-c指usb3.1 type-c。雷电3指 传输协议为雷电3但是接口形状是type-c接口形状的。因为这两个的接口长的一样

如果厂家没说那个接口是雷电3还是type-c，那他基本就是type-c。

如果卖家说了他是雷电3，但没说是满速还是半速，那他基本就是半速。

type-c最高支持10Gbps/s。雷电3最高支持40Gbps/s

雷电3满速>雷电3半速>全功能Type-c>非全功能type-c
但是：日常使用过程中，如果你不需要同时外接两个4K显示器，不需要外接显卡的话，那么买全功能type-c的 足矣。
写文章时是2019年，后期可能以上信息会随时变动，仅供参考，如有不对，也欢迎指出，谢谢。
关于USB烧脑的命名
截止发文前，USB家族发布了USB3.2的标准，并且统一了新的命名，所有的USB现在都将被叫做USB 3.2，那么如何区分速度呢？下面列出改名前和改名后




改名前
带宽
改名后




USB 3.0
5Gbps
USB 3.2 Gen 1


USB 3.1
10Gbps
USB 3.2 Gen 2


USB 3.2
20Gbps
USB 3.2 Gen 2x2


USB3.1(10Gbps)推出之后，取了个新名字(USB3.1 Gen2)，而原来的USB3.0(5Gbps)改名(USB3.1 Gen1)，USB3.2(20Gbps)推出之后，达到了烧脑的巅峰，他的完整名字是USB3.2 Gen2x2，而此时的USB3.1，USB3.0又被改名为USB3.2 Gen2(10Gbps)和USB3.2 Gen1(5Gbps)。
2021年1月补充更新（USB4推出）
2019年8月USB4来了

USB4（40Gbps）推出之后，又分为两个类型

USB4 Gen2x2或者叫USB4 20，带宽为20Gbps
USB4 Gen3x2或者叫USB4 40，带宽为40Gbps

怎么USB20这么像原来的USB 3.2 Gen 2x2的马甲呢~~

所以现在所有的USB协议是这样的


写在最后
各位读者，我不知道通过上文我有没有把事情说清楚，如果您有哪里没看懂的欢迎给我发私信或者在评论区提问。

整理不易，如果您觉得本文帮助到你的话可以给我点赞、收藏、评论一下，谢谢。
参考
https://new.qq.com/rain/a/20201204A09J9E00

https://www.bilibili.com/video/BV1uZ4y1u7jZ

一、Type-C

从USB TYPE-C 的Spec上截一个USB TYPE-C母座的pin脚图：



可以看出，母座上有24根信号，

其中电源和地占据了8根，用于提升电流传输能力，剩下16个：

（1）传输USB3数据的RXx和TXx；8个

（2）USB2.0数据信号D+，D-；4个

（3）SBU1，SBU2；2个

（4）CC1，CC2。 2个

其中SBU1，SBU2，CC1，CC2是传统的USB接口所没有的信号。

CC是USB TYPE-C接口的灵魂所在，承载了TYPE-C连接过程中的传输方向确认和正反插确认功能，以及USB PD BCM码信号传输功能，实现负载的功能配置。两根线CC线，当其中一根CC作为TYPE-C接口的配置信号时，另一个CC则作为电缆上EMARKER芯片的供电电源VCCON。剩下的SBU1和SBU2为辅助信号，在不同的应用场景具有不同的用途，例如在ALT MODE 模式下进行DP信号传输时，作为音频传输通道，在进入TYPE-C模拟音频耳机附件模式，则作为麦克风信号传输通道。

那么，被提及最多的正反插，究竟是怎么实现的呢？秘诀在于CC公头上。让我们来看CC公头的结构。



对比母座接线图，我们可以看出，公头只有一个CC，另外一个CC变成了VCONN。于是当公头插入母座的时候，公头上的CC可能跟母座上的CC1连在一起，也可能跟母座的CC2连接在一起，分别对应着正插和反插两种情况。母座上需要用一颗芯片来检测是CC1建立了连接，还是CC2建立了连接，从而控制设备内部的SWITCH，来正确的适配数据传输，或者是音视频传输的信号对应关系。



二、关于CC1、CC2

Channel Configuration，通道配置引脚。用于确定接口插入方向（正插反插），并用于协商接口上的供电功能、替代模式和外设模式。（通过区分DFP、UFP、DRP等，通过检测电平来配置相关功能）

探测连接，区分正反面，区分DFP和UFP，也就是主从。

配置Vbus，有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式。

配置Vconn，当线缆里有芯片的时候，一个cc传输信号，一个cc变成供电Vconn。

配置其他模式，如接音频配件时，DP，PCIE时。

电源和地都有4个，这就是为什么可以支持到100W（USB PD?）的原因。

（1）非USB传输

USB Type-C接口支持多种OEM产品定制模式，以扩展设备功能。图1展示了USB Type-C的引脚图。某些引脚可根据产品类型重新指派功能。当中黄色标注部分的引脚可通过全功能的USB Type-C线缆进行重新配置。不仅如此，橙色标注部分的引脚也可被重新配置用于直连应用（Direct Connect Application）。



信号的重新分配是通过CC通道上的协商实现。接口可进入两种模式，外设模式和替代模式。

要进入外设模式， CC通道上将进行简单的逻辑检测以确定需要哪种外设模式。

要进入替代模式， CC通道上将使用双相符号编码（Biphase Mark Code, BMC）进行双向通信以正确地设置链路。在这个协商过程中，两端的设备均需要在进行任何改变之前对信号的重新分配协商一致。

所有的USB Type-C接口均被要求在非替代模式或非外设模式下能够作为兼容USB的接口使用。

三、外设模式

外设模式支持通过USB Type-C接口传输模拟音频或调试信号。在音频模式下，音频输出源设备（如手机或笔记本电脑）能够通过USB 2.0（D+/D-）引脚传输模拟音频信号（L/R），同时通过边带通道（SBU1或 SBU2）中的一条来接收来自外部音频源的麦克风信号。外设模式在不远的将来预计很有可能会支持数字音频。外设模式需要使用简单的直流电平电压比较器来检测链路要求哪种外设模式。该检测块将由音频源设备实现。一旦检测完毕，音频源设备需要使用支持音频信号的模拟开关，并在通过相同引脚传输音频时隔离USB 2.0信号，如图2展示。由于手机/笔记本电脑的外设模式不是强制规定，所以消费者需要详细阅读电子设备的资料以确定其是否支持通过USB Type-C接口传输音频。



四、替代模式

替代模式是通过USB Type-C接口协商来传输非USB数据的另一种可选方式。目前已有2款与USB开发者论坛（USB Implementers Forum）达成合作协议的标准化替代模式——DisplayPort和MHL®，由其所属的标准组织开发。Thunderbolt 3是Intel开发的私有替代模式。DisplayPort和 MHL致力于将支持USB Type-C的产品连接至外部显示器，Thunderbolt则得益于Intel最新的Alpine Ridge控制器集成了PCI Express Gen3和 USB 3.1 Gen 2功能，所以还添加了支持数据的附加层。根据arstechnica的报道，Thunderbolt替代模式凭借其先进的集成功能可提供USB Type-C接口上最高级的协议支持，原生支持PCI Express Gen 3、USB 3.1 Gen 2、DisplayPort 1.2以及Thunderbolt。Thunderbolt 3支持最高40 Gbps速率，可驱动两个4K 60 fps显示屏或一个5K 60 fps显示屏。

DisplayPort更注重视频分辨率，致力于通过单个USB Type-C接口传输8K分辨率视频。DP1.3能够提供32.4Gbps速率，支持无损视频数据，VESA FAQ页面提供的信息表明其可满足8K 60 fps 4:2:0视频的传输要求。

第二种适用于USB Type-C接口的标准化替代模式是MHL，它能够支持压缩或无损的视频信号。在未经压缩的情况下，MHL可提供24 Gbps的速率，适用于4K 60 fps 12位色深视频的传输。使用视频流压缩（Display Stream Compression, DSC）技术后，MHL可支持高达72Gbps的速率，满足8K 60 fps 4:4:4视频传输的带宽需求，这使得MHL成为满足有效视频带宽需求的首选。DSC是基于行的压缩算法，可提供视觉无损的解决方案，同时最小化使用压缩技术后的视频延迟。

五、USB3.0 super speed  cable、USB PD、PCIE

USB Type-C并不是必然支持20V/5A，默认情况下，只支持5V3A，必须在具备USB PD通信能力，并且传输线上有Emarker芯片的情况下，才可能支持到 20V/5A，由CC1、CC2中的一个为芯片提供VCCON。

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，便由MUX/Configuration Switch控制切换，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。

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。

1.USB Power Delivery和USB type-C之间有何不同？：USB- Power Delivery（USB PD） 是在一条线缆中同时支持高达100W电力传输和数据通信的协议规范 。USB type-C则是一个全新的正反插USB连接器规范，能够支持USB 3.1（Gen1和Gen2）、Display Port和USB PD等一系列新标准。USB Type-C端口默认最高可支持5V3A。如果在USB Type-C端口中实现了USB PD，它就能支持USB PD规范中定义的100W功率（5V20A）。因此，拥有USB Type-C端口并不意味着它支持USB PD。

六、传统type-A USB3.0与USB type-C

在传统TYPE-A USB3.0接口中，有一组rx和一组tx，共4根高速信号传输线，最高可以传输5G带宽信号。

而TYPE-C接口，则一共有两组rx和两组tx，共8根高速信号传输线，这是出于正反插考虑，对于USB3.0信号传输，每次只用其中一组。另外，还可以分开来使用，利用PD协商，进入ALT替代模式，把其中4根用于传输USB3.x信号，另外4根与sbu1和sbu2组合起来，用于传输2 lane的DP信号。也可以协商成8根差分线，与sbu1，sbu2组合，全部用于传输DP信号。这样就是4lane的 DP信号了，最高分辨率可以上到8K。这些灵活的应用，让type-c接口被赋予了无限的可能。说到底，就是能够进行电源、数据、音视频传输，而且都比旧的传输线的传输性能更优秀。真的是走别人的路，让别人无路可走了。

七、常见释义


DFP：Downstream Facing Port，是一种在host 或hub上的 USB Type-C 端口，与device相连接

UFP：Upstream Facing Port，是一种在device或hub上的 USB Type-C 端口，与host或hub的DFP相连接

DRP：Dual Role Port，是一种既可作为DFP或UFP进行工作的 USB Type-C 端口

ALT MODE：Alternate Mode，替代模式

Accessory Mode：外设模式

VDM：Structured VDM，结构化

VDM：Unstructured VDM，非结构化

BMC：Biphase Mark Code，双相符号编码

SBU：Sideband Use Wire，边带通道

PD：Power Delivery，功率传输协议

USB接口目前主要有四个接口类型：



1，USB Type-A，这种接口类型是我们最常见的USB接口，主要用在电脑，充电器，鼠标，键盘，U盘等设备上。

2，USB Type-B，这种接口类型主要用在打印机等设备上，没有type-A接口常见。

3，Micro-B，这种接口我们都见过，就是手机充电器的接口。

4，USB Type-C，是以后USB接口的发展趋势。

第一部分包含：一、二、三、四

第二部分包含：五、六

目录

一、Type-C简介以及历史

二、Type-C Port的Data Role、Power Role

三、Type-C的Data/Power Role识别协商/Alt Mode

四、如何进行数据链路的切换

五、相关参数/名词/状态解释

六、PD协议简介

 

 

一、Type-C简介以及历史

        自1998年以来，USB发布至今，USB已经走过20个年头有余了。在这20年间，USB-IF组织发布N种接口状态，包括A口、B口、MINI-A、MINI-B、Micro-A、Micro-B等等接口形态，由于各家产品的喜好不同，不同产品使用不同类型的插座，因此悲剧来了，我们也要常备N中不明用途的接口转接线材。



图1   USB协议发布时间节点

        而对于Type-C来说，看起来USB标准化组织也是意识到统一和标准化问题，在定义标准时，除了硬件接口定义上，还增加了一部分“个性化”特点。分别是什么呢？

1.1 定义了全新的接口形态

        接口大小跟Micro USB相近，约为8.3mm x 2.5mm，支持正反插，同时也规范了对应的线材，接口定义如下（线材端只有一对USB2.0 DATA）：





在插座定义上，定义了如下两种插座：

 

a）全功能的Type-C插座，可以用于支持USB2.0、USB3.1、等特性的平台和设备。 

b）USB 2.0 Type-C插座，只可以用在支持USB2.0的平台和设备上。

在插头定义上，定义了如下三种插头：

a）全功能的Type-C插头，可以用于支持USB2.0、USB3.1、等特性的平台和设备。 

b）USB 2.0 Type-C插头，只可以用在支持USB2.0的平台和设备上。 

c）USB Type-C Power-Only插头，用在那些只需要供电设备上（如充电器）。

在线缆定义上，定义了如下三种线缆：

a）两端都是全功能Type-C插头的全功能Type-C线缆。 

b）两端都是USB 2.0 Type-C插头的USB 2.0 Type-C线缆。 

c）只有一端是Type-C插头（全功能Type-C插头或者USB 2.0 Type-C插头）的线缆。

还定义了N种为了兼容旧设备的线缆：

a）一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Type-A插头。 

b）一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Type-A插头。 

c）一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Type-B插头。 

d）一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Type-B插头。 

e）一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Mini-B插头。 

f）一种线缆，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Micro-B插头。 

g）一种线缆，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Micro-B插头。 

h）一种适配器，一端是全功能的Type-C插头，另一端是USB 3.1 Type-A插座。 

i）一种适配器，一端是USB 2.0 Type-C插头，另一端是USB 2.0 Micro-B插座。

以上这些线材，我们知道，Type-A接的是HOST，所以转接线中，CC引脚需要接上拉电阻。Type-B接的是Device，因此CC引脚需要接下拉电阻。

其中，具备全功能的Type-C应该具备E-Marker功能，由于具备E-Marker，线缆能够被读到其带电流的能力、特性、线材ID等等。E-Marker的供电电源来自于VCONN，如何知道线缆需要VCONN呢？线缆会通过下拉的电阻Ra，Source检测到之后会提供VCONN。

1.2传输速率，供电效能

       最大传输速度10Gb/s,即是USB 3.1 Gen2标准，也支持4 Lane DP模式，传输高清图像，在供电部分，最大可以支持100W（20V/5A）



 

1.3 “个性化”协商机制

      由于端口一致，线材两端接口也一直，为了能够区分两端USB设备的角色（Host/Device），必须有一套协商机制，便于进行角色确认，这部分通过CC(Configuration Channel)管脚进行设置。后面随着PD规范的面世，CC脚开始被用来做简单的半双工通信，用来完成POWER供给的协商

1.4 强悍的一统天下的态势

      由于Type-C的扩展功能（SBU1/SBU2），大部分配件诸如耳机、视频接口、Debug接口等等都可以实现兼容设计，成功逆袭以往所有的USB标准，成功上位！

 

二、Type-C Port的Data Role、Power Role

2.1 Type-C的 Data Role

        在USB2.0端口，USB根据数据传输的方向定义了HOST/Device/OTG三种角色，其中OTG即可作为HOST，也可作为Device，在Type-C中，也有类似的定义，只是名字有了些许修改。如下所示：

（1）DFP(Downstream Facing Port)：

下行端口，可以理解为Host或者是HUB，DFP提供VBUS、VCONN，可以接收数据。在协议规范中DFP特指数据的下行传输，笼统意义上指的是数据下行和对外提供电源的设备。

（2）UFP（Upstream Facing Port）：

上行端口，可以理解为Device，UFP从VBUS中取电，并可提供数据。典型设备是U盘，移动硬盘。

（3）DRP（Dual Role Port）：请注意DRP分为DRD(Dual Role Data)/DRP(Dual Role Power)

双角色端口，类似于以前的OTG，DRP既可以做DFP(Host)，也可以做UFP(Device)，也可以在DFP与UFP间动态切换。典型的DRP设备是笔记本电脑。设备刚连接时作为哪一种角色，由端口的Power Role（参考后面的介绍）决定；后续也可以通过switch过程更改（如果支持USB PD协议的话）。

2.2 Type-C的Power Role

    根据USB PORT的供电（或者受电）情况，USB Type-C将port划分为Source、Sink等power角色

如下图显示常用设备的Data Role和Power Role



Power Role 详细可以分为：

a）Source Only 

b）默认Source，但是偶尔能够通过PD SWAP切换为SINK模式

c）Sink Only

d）默认SINK，但是偶尔能够通过PD SWAP切换为Source模式

e）Source/SINK 轮换

 f）Sourcing Device （能供电的Device，显示器）

g）Sinking Host（吃电的Host，笔记本电脑）

 

三、Type-C的Data/Power Role识别协商/Alt Mode

     USB Type-C的插座中有两个CC脚，以下的角色检测，都是通过CC脚进行的，但是对于插头、或者线缆正常只有一个CC引脚，两个端口连接在一起之后，只存在一个CC引脚连接，通过检测哪一个CC有连接，就可以判断连接的方向。如果USB线缆中有需供电的器件，其中一个CC引脚将作为VCONN供电。

3.1 CC引脚有如下作用：

a）检测USB Type-C端口的插入，如Source接入到Sink

b）用于判断插入方向，翻转数据链路

c）在两个连接的Port之间，建立对应的Data Role

d）配置VBUS，通过下拉电阻判断规格，在PD协商中使用，为半双工模式

e）配置VCONN

 f）检测还有配置其他可选的配置模式，如耳机或者其他模式

3.2 连接方向、Data Role、Power Role角色检测

 3.2.1 SourceSink Connection





如图所示，Source端CC引脚为上拉，Sink端CC引脚为下拉。握手过程为接入后检测到有效连接（即一端为Host一端为Device），随后检测线材供电能力，再进行USB枚举。

如下图指示了Source端，在连接SINK之前，CC1和CC2的框图模型：



a）Source端使用一个MOSFET去控制电源，初始状态下，FET为关闭状态

b）Source端CC1/CC2均上拉至高电平，同时检测是否有Sink插入，当检测到有Rd下拉电阻时，说明Sink被检测到。Rp的阻值表明Host能够提供的功率水平。

c）Source端根据Cable中哪一个CC引脚为Rd下拉，去翻转USB的数据链路，同时决定另外一个CC引脚为VCONN

d）在此之后，Source打开VBUS，同时VCONN供电

e）Source可以动态调整Rp的值，去表示给Sink的电流发送变化，告知SINK最大可以使用的电流

 f）Source会持续检测Rd的存在，一旦连接断开，电源将会被关闭

g）如果Source支持高级功能（PD或者Alternate Mode），将通过CC引脚进行通信

    如下图指示了SINK端CC1和CC2框架：



 

a）SINK的两个CC引脚均通道Rd下拉到GND

b）SINK通过检测VBUS，来判断Source的连接与否

c）SINK通过CC引脚上拉的特性，来检测目前的USB通信链路（翻转）

d）SINK可选地去检测Rp的值，去判断Source可提供的电流。同时管理自身的功耗，保证不超过Source提供的最大范围

e）同样的，如果支持高级功能，通过CC引脚进行通信。

如下图指示DRP的CC引脚在链接之前的架构：



a）当作为Source存在的时候，DRP使用MOSFET控制VBUS供电与否

b）DRP使用Switch去切换自身身份作为Source，或者是SINK

c）DRP存在一套机制，分三种情况，去决定自身是SINK或者是Source，去建立两者间彼此的角色。

 

情况1：不使用PD SWAP，随机变成Source/SINK中的任意一个，CC脚波形为方波



 

情况2：自身倾向于作为Source，执行Try.SRC，问对面能不能做SINK呀，我做Source

情况3：与情况2相反，自身倾向作为SINK，执行Try.SNK，你做Source，我做小弟



 

当然还存在Source&Source，SINK&SINK这种搞基模式，唯一的结果就是一直停留在Unattached.SNK/Unattached.SRC，无法终成眷属。

3.3 Type-C的其他模式

3.3.1 Display Port Alternate Mode

      系统会通过USB PD协议中VDMs的信息通信（CC引脚通信），去告知支持Display Port模式。在这个模式当中，USB SuperSpeed 信号允许部分传输USB，部分传输DP信号。



 

3.3.2  Audio Adapter Accessory Mode 

       如下图，为3.5mm音频输入口转Type-C端口，USB2.0链路被用来传输模拟音频信号，若带MIC，MIC信号则连接在SBU引脚上，在这个模式当中，电源可以提供到500mA电流。

       Host端如何识别到音频模式呢？把CC引脚和VCON连接，并且下拉电阻小于Ra/2(则小于400ohm)，或者分别对地，下拉电阻小于Ra(小于800ohm)，则Host会识别为音频模式。



 

3.3.3 Debug Accessory Mode （DAM）

       在DAM下，连接软体和硬体提供可视化调试和控制的系统，使用较少。

四、如何进行数据链路的切换

4.1 纯USB3.0

以TUSB546(DFP)，TUSB564(UFP)为例子

前者的使用例子如笔记本电脑、后者的使用例子如Monitor

如下图，两端设备会根据插入方向，切换数据链路。图X插入连接为CC1，因此TUSB564切换到TX1/RX1



图中插入连接为CC2，因此TUSB564切换到TX2/RX2，也就是根据CC引脚插入，识别插入方向



4.2 USB3.1和2 LANE of DisplayPort

切换原理如上，需要注意的是，DP信号是使用TX/RX进行传输，DP的AUX是通过SBUx进行传输





 

4.3 纯DP模式 4 lane



 

 

问题思考：如何确定是DP 4 lane模式或者是DP 2 lane+USB3.0 模式？

通过CC引脚，利用PD协议沟通，协商，PD Controler 发起请求，并得到回应