“一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織反對(duì)自己制定的規(guī)范成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這是近年來(lái)比較魔幻的現(xiàn)象之一。”
一、Type-C和USB2.0/3.x到底什么關(guān)系？
1. 要記住，Type-C僅僅是一種特定形式連接器的物理層接口規(guī)范，它與我們之前普遍熟悉的USB2.0/3.x是兩個(gè)不同層次且相互獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。
2. Type-C的核心內(nèi)容是定義了一種對(duì)稱的，最多擁有24個(gè)管腳，跑道型的物理連接器（包括插頭和插座），以及這種插頭和插座之間如何建立物理電氣連接的過(guò)程。至于USB2.0/3.x規(guī)范里雙方設(shè)備如何進(jìn)一步交換應(yīng)用數(shù)據(jù)則并不是Type-C規(guī)范所關(guān)心的范疇；換句話說(shuō)，一個(gè) 擁有Type-C插座的接口，無(wú)法僅從外觀上分辨出它是USB2.0還是3.0的端口；它可能是2.0的，也有可能是3.0的。
與以往的USB Type-A, B, 以及Micro-B連接器相比，type-C具有體積小，通用性，對(duì)稱性，可正反插等使用性方面的優(yōu)勢(shì)。
二、Type-C和“雷電”接口又是什么關(guān)系？
蘋(píng)果公司的新一代MAC電腦上也都配備了Type-C接口，但蘋(píng)果把這些接口稱為“雷電”接口，為什么會(huì)有兩個(gè)名字？
始終記住Type-C只是一種物理接口的形式而已，就容易理解這個(gè)事情。“雷電”接口在早期的MAC電腦上是一種"D"型接口，這種接口之上的數(shù)據(jù)傳輸距離協(xié)議和這種"D"型接口一起被稱為“雷電”。后來(lái)蘋(píng)果公司加入U(xiǎn)SB-IF組織后，蘋(píng)果把"雷電"物理層的協(xié)議融入了Type-C的規(guī)范之中，然后把自家MAC產(chǎn)品上的"D"型接口改成了Type-C接口，而其上的數(shù)據(jù)交換協(xié)議仍然是“雷電”協(xié)議（也兼容Type-C設(shè)備），因此蘋(píng)果仍然沿用了“雷電”這個(gè)名字。
進(jìn)一步說(shuō)明這兩者之間的差異的例子是，兩個(gè)普通type-C設(shè)備間目前最高傳輸速率是10Gbps，而兩個(gè)使用“雷電”協(xié)議的設(shè)備，雖然也同樣都是Type-C接口，但最高傳輸速率可以達(dá)到20Gbps。
這一頓操作下來(lái)，MAC電腦上就可以取消龐大的USB-A/B插座，也不必另外再配備"D"型接口，只需要一種Type-C接口就可以連接各種外設(shè)，大大節(jié)省了主板占用空間，蘋(píng)果由此實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步減小電腦尺寸和體積的產(chǎn)品戰(zhàn)略目標(biāo)。蘋(píng)果加盟Type-C標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議所做的工作推動(dòng)了整個(gè)PC行業(yè)的發(fā)展，其他電腦廠商，包括Windows陣營(yíng)的眾多廠商也跟著受益。
三、Type-C的主要技術(shù)元素
想快速了解Type-C的技術(shù)內(nèi)容，需要重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)Type-C特有的技術(shù)概念：
1. 高壓供電。不斷提高電流是有上限的，因?yàn)殡娎|不能太粗。因此Type-C允許采用更高的電壓來(lái)提供更高的總功率。普通的USB設(shè)備都是5V供電，而Type-C設(shè)備可以使用最高20V電壓供電，這樣Type-C接口可以提供最大100W的總功率。
2. 上游(UFP)、下游(DFP)和DRP。在以前USB主、從設(shè)備的基礎(chǔ)上，type-C進(jìn)一步演化出了UFP, DFP以及DRP的連接拓?fù)?。UFP類似于之前的USB從設(shè)備，DFP類似于之前的USB主設(shè)備，而DRP(Dual-Role Port)，大概是最復(fù)雜的情況，就是“雙角色”設(shè)備，這種設(shè)備可以在UFP和DFP角色之間隨時(shí)切換。
3. CC線。由于連接拓?fù)?，供電電壓和電流都存在多種可能，甚至隨時(shí)可以改變，Type-C需要一種協(xié)議，能夠讓連接的雙方根據(jù)各自的能力進(jìn)行協(xié)商達(dá)成一致。Type-C專門(mén)分配了2根管腳用于此目的，即CC1/CC2。CC協(xié)議使用了一種基于packet的協(xié)議，由專門(mén)的控制芯片實(shí)現(xiàn)。
4. PD。新的電壓/電流標(biāo)準(zhǔn)為支持大功率設(shè)備提供了可能。Type-C專門(mén)定義了PD控制協(xié)議用于連接大功率設(shè)備時(shí)的協(xié)商合適的電壓/電流過(guò)程，PD協(xié)議同樣也是通過(guò)CC線傳輸?shù)?，也需要專門(mén)的控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
需要注意的是并非所有的Type-C設(shè)備都需要PD功能。對(duì)于不需要超過(guò)普通USB供電能力(5V/1A)的設(shè)備來(lái)說(shuō)，可以省略PD控制器。
四、Type-C實(shí)現(xiàn)方案的主要結(jié)構(gòu)
相比以前的USB設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)Type-C接口就復(fù)雜了許多。除了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的連接器之外，設(shè)計(jì)者最少需要一個(gè)專門(mén)的CC協(xié)議控制芯片，如果要支持大功率設(shè)備，還需要增加一個(gè)PD協(xié)議控制器。
然而這樣還沒(méi)完。對(duì)于一個(gè)希望提供完整Type-C功能的設(shè)備來(lái)說(shuō)，要支持多角色、高壓/大電流帶來(lái)了一系列設(shè)計(jì)上的問(wèn)題。這些問(wèn)題不僅僅體現(xiàn)在硬件上，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者必須增加處理高達(dá)20V/5A的電壓變換所需的模擬開(kāi)關(guān)電路和由此產(chǎn)生的各種電氣干擾抑制問(wèn)題，高密度的連接器管腳也需要更多的保護(hù)措施，而且還體現(xiàn)在軟件上——因?yàn)橐紤]在各種角色、功能間切換所必須遵守的復(fù)雜時(shí)序控制而又不失靈活性，設(shè)計(jì)者又不得不引入額外的后端處理器，通常是一顆小型的MCU，并開(kāi)發(fā)專門(mén)的嵌入式控制軟件來(lái)應(yīng)付這些功能。
總體上看，Type-C接口可以支持更多的功能，更多種類的設(shè)備，以及更靈活的連接方式；然而Type-C設(shè)備的開(kāi)發(fā)周期和成本都顯著提升了。Type-C接口所需的多種硬件芯片和控制電路需要占據(jù)顯著的PCB面積——即便在采用了極高密度的BGA/CSP封裝的情況下仍然如此，有時(shí)這甚至抵消了Type-C連接器本身小型化所帶來(lái)的好處，設(shè)計(jì)者會(huì)因此回退到USB-A接口或者桶型連接器方案。
在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的type-C設(shè)計(jì)者，推薦的設(shè)計(jì)思路是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用有選擇地遵守和實(shí)現(xiàn)type-C規(guī)范的一部分，在功能、體積和成本之間取得平衡。
五、未來(lái)展望
Type-C所帶來(lái)的進(jìn)步和問(wèn)題并存。追求“通用”聽(tīng)起來(lái)是一個(gè)政治正確的口號(hào)，然而當(dāng)一個(gè)接口能夠支持太多種類設(shè)備時(shí)，對(duì)于消費(fèi)者而言一個(gè)困擾的問(wèn)題在于僅從外觀上無(wú)法分辨出一個(gè)Type-C接口究竟支持那些功能——這個(gè)接口有可能是2.0, 也可能是3.0, 也可能支持高壓，也可能支持顯示功能，又或?qū)嶋H上是“雷電”接口？在消費(fèi)者花上半個(gè)小時(shí)研究說(shuō)明書(shū)，或者實(shí)際嘗試一次或多次連接之前，沒(méi)有更好的辦法得知以上這些信息。而這一點(diǎn)不僅困擾了消費(fèi)者，也實(shí)際上背離了USB Type-C接口設(shè)計(jì)的初衷。
我很高興看到USB-IF組織也同樣意識(shí)到了這一點(diǎn)。在歐盟行政部門(mén)建議把USB Type-C接口規(guī)范作為電子設(shè)備接口強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，USB-IF作為規(guī)范的制定方明確表達(dá)了反對(duì)態(tài)度；一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織反對(duì)自己制定的規(guī)范成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這是近年來(lái)比較魔幻的現(xiàn)象之一。然而這是一種值得贊賞的態(tài)度，這種態(tài)度確實(shí)有助于Type-C接口保持不斷演進(jìn)的生命力。我因此期待未來(lái)若干年內(nèi)USB-IF能夠推出更具先進(jìn)性的接口規(guī)范。
