从1996年1月USB1.0正式发布至今(2017年9月 USB3.2发布),USB已经走过了21个年头,在这21年的时间了,USB协会(USB Implementers Forum,USB-IF)折腾出来了各式各样、五花八门的接口形态:Type A、Type A SuperSpeed、Type B、Type B SuperSpeed、Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B、Micro-B SuperSpeed、Type C等等,只有 USB Type-C最有可能接近王位的接口,USB Type-C凭借其自身强大的功能,应用场景开始逐年增加,从手机平板到汽车应用,未来这个接口将积极影响我们日常生活的方方面面,提起type C,它还真和它的A、B前辈们不太一样:因为它有自己独立的、自行演化的规范文件—-USB Type-C Specification(2014年发8月布1.0版本,2017年7月发布1.3版本)。而前辈们就没有这样的待遇了,它们都依附于具体的USB规范(USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0、等等),在电子行业中,Type-C存在于每一位工程设计人员的脑海中,由于市场竞争的加剧,各种非USB协会指定的规格也在抢占各种应用市场,避免引用错误,我们整理USB协会规格解读分享给大家.

USB接口主要由插座(Receptacle)、插头(Plug)和线缆(Cable)三部分组成,然后根据USB协会里面的各种协会规格进行组合,A-to-A、B-to-B、A-to-MicroA、等等,不过我们今天的主角USB Type C定义了新的接口形态。另外,为了兼容旧的接口以及一些特殊功能,它定义了不同形态的插座、插头、线缆等,主要包括如下: 

定义了2种Type-C的插座

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。 

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

定义了3种Type-C插头

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。 

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

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

定义了3种标准的Type-C线缆

两端都是全功能Type-C插头的全功能Type-C线缆。 

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

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

为兼容旧设备而定义的线缆或者适配器 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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

看了上面的这些组合种类,应该能感受到之前的USB接口规范是多么的能折腾了吧?

USB C管脚及其信号的定义

USB Type-C接口有24个管脚,插座和插头在管脚信号的定义上有一点点的不同,分别如下:

以上信号按照功能主要可以分为5类: 

第一类:Power有关的信号,包括

a)VBUS,USB线缆的bus power(和我们通常意义上VBUS保持一致)。 

b)VCONN(只有在插头上才会有该信号),用于向插头供电(由此可以推测出有些插头中可能会有电路)。 

c)GND,接地

第二类:USB 2.0数据线,D+/D-,它们在插头端只有一对,和旧的USB 2.0规范一致。但为了支持正反随意插。在插座端定义了两组,这样插座端可以根据实际情况进行合适的mapping。 

第三类:USB3.1数据线,TX+/-和RX+/-,用于高速的数据传输。插头和插座端都有两组,用于支持正反随意插。 

第四类:用于Configuration的信号,对插头来说,只有一个CC,对插座来说,有两个CC1和CC2。 

第五类:扩展功能所需的信号,具体使用场景由相应的扩展功能决定。 

对于3.1中所描述的不同类型的插座和插头,这24个管脚以及信号不一定全部使用,具体可参考USB Type-C的规范,另外大家可能注意到了,USB Type-C 24个管脚信号中,Power类(GND/VBUS)和数据类(D+/D-/TX/RX)是完全对称的(对Power来说,无论怎么插,都是一样;对数据线来说,简单的路由一下,就可以工作)。剩下的,包括CC、SBU和VCONN,用于方向、线类型等检测.