USB Type C技术和方案解读.doc

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1、USBTypeC技术和方案解读　　一条USB数据线无非就是一条线加两个头，这看似简单，但却没有想象中的简单，小小的数据线，隐藏着许多你可能不知道的知识，而USBtype-c的横空问世更是说明了不能小瞧它。　　正反向可接插的USB　type-c连接器可减少插接USB设备时的麻烦，USBtype-c也对如下技术提供支持：数据速率高达10Gbit/s的USB3.1规范、高达100W的功率输出、音频多路复用，以及可处理诸如与DisplayPort或MHL等视频信号的切换模式。　　因此，数以百计的供应商正在推出支持USBtype-c的产品就不足为奇了。事实上，来自从连接线缆到笔记本电脑等许多领域的一百

2、多家供应商参加了于2015年7月举行的第一届USBType-C互连互通性测试，以对其产品和原型的互操作性进行了测试。　　尽管目前业界已与USB打了几十年的交道，但实现Type-C连接仍然带来了诸多新的挑战。例如，当以10Gbit/s的数据速率运行时，数据线上的电压摆幅是低于0.5V的。设计者需要在连接接收端的物理层（PHY）里实现均衡器，来获取输入信号，这时，该信号眼图中的“眼睛”基本是闭合的，而需要实施必要的均衡以使信号眼图中的“眼睛”张开，同时，显示信号代表的是逻辑0或者逻辑1。　　在实现Type-C连接时仍有许多其他挑战，尤其是在USB3.1规范以10Gbit/s的全数据速率工作时最甚

3、。　　　　USBType-C介绍：　　　　1、超薄　　更薄的机身需要更薄的端口，这也是USB-C横空出世的原因之一。USB-C端口长0.83厘米、宽0.26厘米。老式USB端口长1.4厘米、宽0.65厘米已经显得过时。这也意味着USB-C数据线的末端将是标准USB-A型数据线插头尺寸的三分之一。　　　　2、无正反　　像苹果的Lightning接口一样，USB-C端口正面和反面是相同的。也就是说无论你怎么插入这一端口都是正确的。用户不必担心传统USB端口所带来的正反问题。　　　　3、快速　　理论上，USB-C端口的最高传输速率为每秒10Gb。但是苹果表示新款MacBook的USB-C端口最高传

4、输速率为5Gbps。最大输出电压为20伏，可以加快充电时间。而USB-A型，到目前为止极限传输速率为5Gbps，输出电压为5伏。　　　　4、多面手　　新MacBook的USB-C型端口能够传输数据、进行充电也可以作为视频输出端口链接外部显示设备。唯一的疑问是苹果如何满足想要同时做这三件事的用户。　　　　5、双向　　USBType-C不像老款USB端口，功率只能单向传输，USB-C型端口的功率传输是双向的，这意味着它可以拥有两种发送功率方式。所以，用户不仅可以用笔记本为移动设备充电，也可以利用其它设备或移动电源为笔记本充电。　　　　6、后向兼容　　USB-C可以与老的USB标准兼容，但用户需要

5、额外购买适配器才能完成兼容。苹果公司表示不仅苹果官方会出售适配器，第三方公司也可以授权生产。　　　　开发USBType-C还需要注意哪些问题？　　　　重新考虑PHY　　例如，连接器的可正反插接特性需要在实现中对物理层进行重构。当以USB2.0数据速率运行时，设计者可通过使用一对电阻去短接进入物理层的两条数据通路，从而去明示连接器以何种方式被插接。在较低的USB2.0数据速率上，物理层拥有足够的性能裕量来处理短接数据通路所引发的反射。　　对于USB3.0和USB3.1数据速率而言，设计者需要实现两条数据通路，以处理更高的速率。通过一个方向上的连接器，系统连接到一条数据通路上，同时在另一个方向上

6、，系统连接到另一条数据通路上。双数据通路是必要的，因为以5Gbit/s和10Gbit/s数据速率传输时，通过短接数据通路来明确方向，将会引发太多的信号反射，从而使数据分解。　　设计者需要决定如何解决这个问题。一种解决方案是使用两个物理层，每个方向有一个物理层。双物理层解决方案的缺点是会占用20%到25%的额外面积，来实现两条超高速（SuperSpeed）数据通路和两条高速（Hi-Speed）数据通路，而且需要两组锁相环电路（PLL）及两组电源、接地和数据引脚。最终结果是一个系统拥有的高速（High-Speed）数据通路比其实际需求多出一条。　　一种更高效的实现方法，是使用一个已经针对USBT

7、ype-C规范优化过的物理层，其拥有两条超高速（SuperSpeed）数据通路、一条高速（Hi-Speed）数据通路、一组锁相环电路以及一组电源、接地和数据引脚。　　设计者选择何种实现方法取决于他们的最终应用。成本敏感类市场将选择节省面积和芯片，可通过省去一条额外的Hi-Speed数据通路以及减少高达40%的引脚数量来实现。