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USB Type C和USB 3.1/3.0有什么区别?也许是最详细的Type C介绍

发布时间:2018-02-28 10:57:51

大家都知道USB有各种接头:

USB各款接头

主要分为Type A和Type B,其下又有Micro/Mini的子类型。一个现实中的例子是:我们手机和电脑连接的USB线一边是USB A一边是USB Micro B。Type C的引入似乎意味着只是USB接头形状多了一种,它和USB 3.0/3.1协议的关系应该是包容关系,即Type C只是USB 3.0/3.1协议定义的多出来的一种接口罢了。实际上,这种理解是错误的。实际上,USB Type C在提出之初就和Type A/B是不平等的,它有自己的协议和spec,只有它能够支持USB Power Delivery spec (“USB PD”) 快速充电协议,也只有它能够提供DisplayPort等等视频输出,它是未来的方向。本文就为你一一讲解它的各种细节。


USB Type C vs USB 3.0/3.1


USB经过多年发展,我们在几乎所有电子设备上都能发现它的身影。它也在不断进化,速度不断提高:

USB速度不断提高

最新的USB 3.1提供10Gbps的传输速度。它的接口如前所述,有Type A和B,这两组接口有个很大的问题,就是有方向性,不能插反(当然也插不进去)。

不能正反插USB接口

相信大家都有过在黑暗中摸索插USB线的糟糕经历。在这方面,Apple的lighting接口就做的很好,正反一样,随便插。现在Type C带来了一样的特性:

Type C带来了新的特性

它的形状也更扁平,方便把设备做的更薄。注意Type C并没有绑定到USB 3.0/3.1,理论上来说Type C也可以应用到USB 2.0甚至1.1中,它不关心在其上传递的是那种协议。在这点上,Type C只是更方便的一种新的USB接口罢了。除此之外,它还提供Type A/B之外更多新的特性。


更方便的连接


我们平时使用USB时,一般方法是Type A连接PC作为host,一边Type B连接设备:

更方便的连接口

一边一种,形状不同,也绝对不会混淆,但每次都要拿起来看一下,确定自己拿了正确的一头。于此相反,Type C不但一头正插反插都一样,在主从设备之间也没有任何区别,两边都可以插,可谓看都不看,随便拿上就用,方便极了。


Power Delivery(PD)快速充电技术


USB PD 2.0在2014年宣布的时候,明确要求只支持Type C(参考资料1)。也就是说Type A/B的接头可以支持USB3.1 10Gbps的速度,但并不能支持PD快速充电,只能使用古老的Battery Charging Specification (“USB BC”)充电协议。


PD 2.0通过复用CC信号线,进行充电协议的通讯。

充电协议通讯

在两端握手协商一致的情况下,最高可以提供20V,5A合计100W的电能。足够笔记本和低功耗台式机使用。这相对与传统的BC充电提高了一大步。

BC充电提高了一大步

注意这里PD充电和其他快充有很大不同。像高通的Quick Charge和PE,都是通过传统的D+和D-线来传递充电协议的,本身很难兼容PD,高通甚至在QC 4.0全面倒向了PD(参考资料2)。支持PD充电的 USB 3.1 logo旁边多出了一个小电池:

支持PD充电USB 3.1

PD可以提供100W电能的特性产生了另外一种可能性。即将笔记本电源线和USB数据线合二为一:

USB数据线合二为一

Dock既可以给笔记本充电,又可以当作USB Hub,笔记本的连线又少了一根。实际上,Apple在两年多前已经这样做了(参考资料3):

TypeC笔记本充电

超轻薄的MacBook只有一个USB Type C的接口,同时负责供电和数据,极简的设计让人震惊。


极大的扩展性


在USB 3.0协议公布的时候,提出了一种“Alternate Modes”,即可以将其他协议附着在USB协议之上传递。在当时这只是个可能性,但在Type C上才真正落地。它就是显示接口协议Display port on Type C。不清楚Display Port的同学参见:显示分辨率之谜:谁决定了显示分辨率的大小?


因为DP和Type C在物理层上十分相似,只要做简单的转换就可以做到:

USB Type C定义

Type C和Thunderbolt


最后来看一个富有争议的话题:USB和Thunderbolt谁更有前途?显然这是个公说公有理,婆说婆有理的问题。

USB和Thunderbolt

Thunderbolt目前来说在技术上还有很大优势。首先就是速度,Thunderbolt 3.0速度比USB 3.1块四倍:

Thunderbolt 3.0速度比USB 3.1块四倍

它还支持方便的菊花链扩展与PC直连高速数据传输功能,这些都是USB协议无法做到(需Hub),专业用户却非常需要的。它也可以在雷电协议上附着其他协议,例如DP等等,扩展性很好。于此同时,它的劣势也十分突出,那就是贵,目前大的玩家只有Intel和Apple,而高达40Gbps的传输速度在很多情况下是个over kill,USB 3.1的10Gbps完全够用,只有专业多屏4K玩家需要。


它们的未来还不太清楚,有很多时候,并不是技术最强者能够胜出,而是业界博弈的结果。我们还需要观察一段时间。


结论


马丁路德金说过”我有一个梦想“。我也有一个梦想,就是电脑后面的线能够少些,最好没有。因为实在太多太乱了!!!目前无线充电不太成熟,但是USB Type C却向电脑只有一根线卖出了一大步。一根线通吃供电、传输数据和显示:

传输数据和显示

参考资料:


[1]: Introduction to USB Power Delivery


[2]: Qualcomm’s Quick Charge 4.0 us based on USB-PD


[3]: Apple unveils smallest and lightest MacBook ever with 12-inch Retina Display


来源:hhs179


内容关键字:USB Type C,USB Type C接口,Type C接口

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