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 2015 Microchip Technology Inc. DS00001953A_CN 第 1页

简介

多年来，USB-IF确保了USB得到普遍应用，从而推出全新的USB Type-C™连接器。此连接器不但凭借全新的光滑可逆

外形在一般消费品市场卷起了一阵风暴，还通过显著扩展的功能集最终改变了桌面和娱乐环境。

USB Type-C电缆现在随时可以成为“通用”电缆，因为它能够通过备用模式与单一连接提供最高10 Gbps 的超快数据

传输速率、100W的连续功率流以及超高带宽视频功能。

本文档适合熟悉USB2.0/USB3.0/USB3.1且对USB Type-C电缆为 USB引入的扩展功能集的更多细节感兴趣的用户。

章节

第1.0节“一般信息”

第2.0节“USB Type-C电缆”

第3.0节“CC 引脚”

第4.0节“VCONN 电源”

第5.0节“USB 供电规范2.0”

第6.0节“备用模式”

参考资料

本文档介绍了USB Type-C，但是不应把本文档当作官方规范的替代资料。有关本文档中未说明的技术细节，请查阅以

下规范。

• USB Type-C™ Specification

• USB Power Delivery 2.0 Specification

• USB 2.0 Specification

• USB 3.0 Specification

• USB 3.1 Specification

• USB Battery Charging BC1.2

AN1953

USB Type-C™简介

作者：

Andrew Rogers



Microchip Technology Inc.

AN1953

DS00001953A_CN 第2页  2015 Microchip Technology Inc.

1.0 一般信息

USB Type-C 电缆是由USB-IF推出的一种可逆的24引脚互连。USB Type-C规范于2014年8月第一次发布。

USB Type-C电缆是一种通用电缆，能够满足各种计算、显示和充电应用的需求。USB Type-C电缆的长期目标是在大幅

扩展总体功能的同时，取代所有以前的几代USB 电缆。最近引入的USB 供电和备用模式功能进一步扩展了原始潜能，

从而使USB标准得以在各个应用领域中更广泛地采用。

图1： USB电缆插头外形

1.1 端口行为

在引入USB Type-C和USB供电之前，数据角色和供电角色通常是固定的。插座/插头的形状指明了其数据角色和供电角

色。USB Type-C 连接要灵活得多；端口可以是仅主机模式、仅设备模式或双重角色，数据角色和供电角色均可通过

USB供电协议实现独立动态交换。因此，一些用于描述USB Type-C系统的新术语便应运而生。

• 下行端口（Downstream Facing Port，DFP）——主机或下行集线器端口。典型示例为传统的标准Type-A端口。

• 上行端口（Upstream Facing Port，UFP）—— 设备或上行集线器端口。典型示例为传统的标准Type-B端口。

• 双重角色端口（Dual-Role Port，DRP）——连接事件发生前，在DFP端口和UFP端口之间切换的端口。初始连

接事件后，DRP可以通过USB供电协议协商进行动态交换。

• 拉电流电源或供电设备——

5V-20V 时的拉电流最多为5A。典型示例为传统的标准Type-A端口。

• 灌电流电源或耗电设备——

5V-20V 时的灌电流最多为5A。典型示例为传统的标准Type-B端口。

1.2 功能

1.2.1 最小功能集

基本的USB Type-C应用仍可实现经济高效。USB Type-C端口

无

需实现规范中定义的所有高级功能。最小功能集包括以

下内容：

• USB2.0连接

• 电缆连接和断开检测

•VCONN有源电缆供电

4 3 2 1

USB2.0 Type-A

USB2.0 Type-B

5 4 3 2 1

USB2.0 Mini-A

5 4 3 2 1

USB2.0 Mini-B

1 2

4 3

1 2 3 4 5

USB2.0 Micro-A

1 2 3 4 5

USB2.0 Micro-B

USB Type-C™

4 3 2 1

USB3.0 Type-A

USB3.0 Type-B

1 2

4 3

1 2 3 4 5

USB3.0 Micro-B

6 7 8 9 10

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12

5 6 7 8 9

 2015 Microchip Technology Inc. DS00001953A_CN 第 3页

AN1953

1.2.2 电池充电

由于BC1.2基于USB2.0通道，因此仍受USB Type-C支持，但也可以实现显著简化且具有更高电流能力的机制。这种简

化的方法涉及电阻下拉/上拉关系。这些下拉/上拉电阻连接到 CC线，上行端口（UFP）必须监视CC1和CC2引脚上的

电压，以检测所连下行端口（DFP）的拉电流能力。这对USB BC1.2涉及的复杂握手机制做出了实质性的改善。

基本的USB Type-C电流能力为默认USB（USB2.0为500 mA，USB3.0为900 mA）以及1.5A@5V和 3A@5V。

更多详细信息，请参见第3.0节“CC引脚”。

1.2.3 USB2.0、USB3.0、USB3.1及更高版本

USB Type-C电缆旨在支持当代的USB2.0（480 Mbps）、USB3.0（5 Gbps）、USB3.1（10 Gbps）和数据速率最高达

20 Gbps的未来USB 规范。

更多详细信息，请参见USB-IF发布的各个规范。

1.2.4 供电规范2.0

USB供电协议是由USB-IF制定的单端、单线协议，它指定了通过USB Type-C CC线进行串行通信的方法。实现以下高

级功能需要USB供电协议：

• 通过电子标记/有源电缆进行通信

• 将VBUS电压升至5.5V以上

• 将拉/灌电流升至3A以上

• 更改默认的供电角色（供电设备或耗电设备）

• 使用备用模式（见第1.2.5节）

供电规范2.0是端口到端口以及端口到电缆的通信协议。与标准USB 协议不同的是，通信无法通过整个设备树传播。

更多详细信息，请参见第5.0节“USB供电规范2.0”。

1.2.5 备用模式（第三方协议）

凭借USB Type-C电缆，可以使用该电缆支持的任何第三方协议。备用模式是通过USB供电协议在端口到端口的基础上

进行协商和进入的。进入备用模式时可能重新分配以下信号：

•TX1+/-

•RX1+/-

•TX2+/-

•RX2+/-

• SBU1/SBU2

单独的规范定义每个备用模式的规则。目前，存在针对DisplayPort（由 VESA 授权）和ThunderBolt（由Intel授权）的

规范。更多详细信息，请参见第6.0节“备用模式”。

1.3 连接器/插座引脚

图2： USB TYPE-C™插座

GNDSBU2

SBU1

CC2VBUS TX2- TX2+

RX2+RX2-

VBUS

D-D+CC1

RX1+

GND

RX1-

VBUS

GND

TX1+ TX1- VBUS

D- D+

GND

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12

B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1

AN1953

DS00001953A_CN 第4页  2015 Microchip Technology Inc.

图3： USB TYPE-C™插头

USB Type-C 连接器有24个引脚。由于其可逆性，引脚以镜像配置的方式排列。全功能电缆组件中共有6 个差分对，还

有4个为USB 提供新功能的引脚：CC1、CC2、SBU1 和 SBU2。

1.3.1 USB2.0差分对

连接器引脚排列中的2组USB2.0差分对仅连接标准USB2.0或全功能USB Type-C电缆中的单个差分对。在典型设计中，

PCB上的D+和D-引脚将简单地进行短接，因此无需多路开关或开关。

第二组引脚（B6/B7）只能在仅支持单一方向的插接型应用中重新使用。

1.3.2 USB3.1差分对

默认情况下，只有一组TX/RX 差分对用于USB3.0/USB3.1 通信，具体取决于电缆插入方向。由于电缆的可逆性，

USB3.0/USB3.1通道必须根据连接方向重新连线。典型应用可使用2选 1 多路开关来实现这一点。

USB供电协议和备用模式允许重新分配其中一些或全部TX/RX差分对。

1.3.3 CC1/CC2引脚

CC1和CC2引脚用于连接USB Type-C电缆中的CC或VCONN线。CC1和CC2引脚均必须能够同时支持CC和VCONN

功能。该功能在电缆插入时进行检测。

CC 线用于电缆方向检测、USB Type-C 电流能力通告和检测以及USB2.0 BMC 通信。更多详细信息，请参见第3.0节

“CC引脚”。

VCONN线用于为有源电缆或电子标记电缆供电。更多详细信息，请参见第4.0节“VCONN 电源”。

1.3.4 SBU1/SBU2

SBU线是低速信号线，仅分配给备用模式使用。备用模式协商需要USB供电协议才能将这些引脚用于任何用途。

表1： USB TYPE-C™插座引脚排列

引脚名称功能注

A1 GND

电源最低支持60W（与所有VBUS结合使用）

A2 TX1+

USB3.1或备用模式与TX1-共同构成10 Gbps差分对

A3 TX1-

USB3.1或备用模式与TX1+共同构成10 Gbps差分对

A4 VBUS

电源最低支持60W（与所有VBUS结合使用）

A5 CC1

CC或VCONN

—

A6 D+ USB2.0 —

A7 D- USB2.0 —

A8 SBU1

备用模式低速边带信号

A9 VBUS

电源最低支持60W（与所有VBUS结合使用）

A10 RX2-

USB3.1或备用模式与RX2+共同构成10 Gbps差分对

A11 RX2+

USB3.1或备用模式与RX2-共同构成10 Gbps差分对

A12 GND

电源最低支持60W（与所有VBUS结合使用）

GNDVCONN

SBU2VBUS RX1- RX1+

TX1+TX1-

VBUS

D+D-SBU1

TX2+

GND

TX2-

VBUS

GND

RX2+ RX2- VBUS GND

A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12

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