大多數常用的電子設備，都配有某種類型的通用序列彙流排(USB)連接埠。此類連接埠包括Micro、Mini
、Type-A，且皆可採用不同的標淮
，例如2.0或是更新的3.1。相較於這些連接埠，USB Type-C的功能可說有了大幅的躍進
，而且速度更快、電力傳輸效能更佳。利用此更為先進的接頭
，可解決其前代產品出現的所有問題。Type-C可處理高速資料

、視訊以及大量電力。藉由Type-C的這些擴充功能
，消費者隻須使用Type-C連接線即可實現充電、串流視訊或傳輸資料，不必再大費周章地使用各種連接線。製造商基本上隻須在其裝置中提供與開發Type-C連接埠即可支援不同用途。

　　

　　

Type-C的多功能性使得設計變得十分複雜，因為在使用連接線、連接埠
、Dongles和集線器時，USB極為簡單的內部運作現已為較複雜的嵌入式元件所取代。看似簡單的HDMI轉Type-C連接線在設計上卻不容易
，原因就在於需要嵌入式裝置。在開發Type-C解(jie)決(jue)方(fang)案(an)時(shi)出(chu)現(xian)兩(liang)個(ge)主(zhu)要(yao)難(nan)題(ti)，第(di)一(yi)是(shi)處(chu)理(li)連(lian)接(jie)埠(bu)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)的(de)大(da)範(fan)圍(wei)電(dian)力(li)。第(di)二(er)是(shi)避(bi)免(mian)因(yin)支(zhi)援(yuan)的(de)通(tong)訊(xun)標(biao)淮(huai)增(zeng)加(jia)而(er)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)的(de)通(tong)訊(xun)失(shi)敗(bai)問(wen)題(ti)。當(dang)連(lian)接(jie)兩(liang)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)時(shi)，電(dian)力(li)傳(chuan)輸(shu)(Power Delivery, PD)協定即開始執行。

　　

該程序須要針對傳輸的電量
、電源供應器與電力消耗裝置進行協商。由於此通訊需要偵測
、讀取與處理類比和數位訊號，因此需要透過主機連接埠、連接線或Dongles中的嵌入式MCU取得MCU功能。當裝置或主機彼此無法支援且無法建立通訊時，就會發生故障。偵測到訊號後會將訊號傳輸至主機，並且需要進一步的MCU功能。

　　

USB Type-Cbudannenggoujianshaoshiyongdelianjiexian，haikequebaozhuangzhizhijianshunlixiezuo，weishiyongzhehexiaofeizhedeshenghuodailaixiangdangdadebianlixing，danqueyehuiweishejizhehekaifarenyuandailaimafan。muqian，shimianshangyiyouhenduoleixingdeUSB連接埠和連接線，包括Mini
、Micro、Type-A、Type-Bdeng。fanduodezhongleihenrongyizaochenghunxiao
，liruxingdongdianhuadelianjiebuyubijixingdiannaodelianjiebubutong，erbijixingdiannaodelianjiebuyouheshuweixiangjidelianjiebubutong。USB Type-C 將大部分的連接縮減成單一標淮(圖1)，可涵蓋所有裝置並提高可用性。USB Type-C可支援多個通訊協定，並且可向後相容於USB 2.0。監視器、耳機、充電器以及鍵盤等幾乎所有配件都能使用USB Type-C與電腦、平板電腦和智慧型手機等裝置進行通訊。
 

連接埠與連接線的配置如圖2、圖3所示。由於插座連接埠中的訊號採用對稱設計，因此翻轉插頭並不會造成任何問題。USB 3.1 SuperSpeed TX/RX、VBUS
、GND以及所有其他引腳會正確連接，不必考慮方向性。從使用者角度來看
，因為Type-C連接線可以任一方向插入
，因此是Type-A連接埠的升級版。

 

 

USB Type-C具有多功能且方便易用，但卻增加了採用USB Type-C的裝置的內部複雜性。雖然增加功率容量，可提供高達100W的電力
，為高電流裝置充電，但也為不需要如此高功率的裝置造成問題。電力傳輸協定也因此應運而生。PD可確保透過任何連接裝置傳輸或獲得適當範圍的功率。

　　

　　

在討論USB Type-C之前，有必要先對裝置、主機、電源供應器(電源)和電源接收器(消耗裝置)進行區分。主機不一定是電源，因此這兩個名詞不能夠交替使用。主機發起所有通訊而裝置做出回應。一般而言
，主機是下行連接埠(或稱為DFP)；裝置則是上行連接埠(或稱為UFP)。如果連接兩台主機，則主機可充當雙重用途連接埠(或稱為DRP)，在主機和裝置角色之間切換。以下例子針對上述辭藻提供說明：將鍵盤連接至筆記型電腦時，鍵盤是UFP和消耗裝置，而筆記型電腦是DFP和電源。

　　

連接裝置之間的初始電力傳輸協議是透過一係列電阻器執行

，當Type-C插頭插入插座時，這些電阻器充當CC線路上的分壓器。由於插頭中的CC線路會連接至插座中的CC1或CC2，因此插座隻要測量CC1和CC2線路上的電壓，即可判定插頭的方向。上拉電阻的不同數值可傳達電源能夠提供的電流量
，同時可確定UFP和DFPfenbieshishenme。dianlixiaohaozhuangzhimeiyoubanfatouguobutongdexialadianzuzhizhichuqixiaohaodedianliuliang，ershibixubuduanditiaozhengqifuzaiyifuhedianyuangongyingqiketigongdezuidadianliu。

　　

為了能夠正確讀取分壓器，兩個裝置都需要有類比處理單元，通常是以MCU內部精淮的ADC形式出現。ADC可持續測量CC線路上的電壓，藉此監控插頭與插座之間的連接。MCU也稱為PD控製器
，可處理完整的實體層以及上層協定，也會與正在傳輸或接收的功率進行協商。若針對簡單的Type-C應用，功率協商機製可使用電阻停止。但是為了提供更具適應性的設計，裝置可透過在CC線路上進行通訊，對於不同的設定達成一致意見。

　　

決定插頭方向以及初始功率之後

，裝置會使用CC線路彼此通訊(圖4)。透過這種方式，裝置可以在不同的電源功率上達成一致，並且指定消耗裝置或電源，以即時調節電力傳輸。CC線路通訊也可以用於通知將使用的通訊類型。如先前所述，USB Type-C可於高速線路、USB 2.0等進行通訊。裝置會通知這些線路中可以透過CC線路使用的線路。但是並非所有裝置都支援所有通訊協定。

 

 

ruguolianggelianjiezhuangzhibicibingbuzhiyuan，zehuichuxianguzhang。julilaishuo，ruguozhinengcongzhujijieshoushixundejianshiqilianjiezhiwufazhiyuanhuotigongshixunziliaodezhuji，jianghuichuxianguzhang。ruguofashengzhezhongqingkuang，zhujirengranwufahuozhishibai，yuanyinshiwufajianlitongxun。youjianyuci

，USB Type-C標淮要求監視器上的嵌入式裝置或是裝置端作為故障防護裝置，也稱為告示裝置。告示裝置會在無法建立通訊的D+和D-線路上透過USB 2.0標淮將訊號傳送至主機。然後
，主機會通知使用者兩個裝置並不相容(圖5)。告示裝置一般會是MCU
，可能和PD控製器相同。

　　

　　

如要使用者想要使用不支援USB Type-C的舊型周邊設備，則須要使用轉換線或Dongle。有幾點須要解釋，第一是簡單的USB 2.0轉Type-C。由於USB 2.0不支援較高速度，且在Vbus上不需要5V或3A以上的電壓或電流，因此連接線隻須將D+/D-
、Vbus和GND傳送至接頭即可。而比較困難的是如何開發Type-C轉Type-C連接線、轉換USB 3.0/1為Type-C的Dongle，或是在Vbus上需要5V或3A以上電壓或電流的裝置。

 

 

在這些情況下，Dongle成為兩個裝置間功率協商的一部分
，要求連接線或Dongles具有嵌入式PD控製器。PD控製器最初是透過設定為5V的Vbus或是Vconn線路供電，接下來會與主機協商，就Vbus線路中的電源功率達成一致意見。圖6顯示電子標記的連接線組件，或EMCA範例，將兩個Type-C裝置連接在一起。PD控製器的電源可由Vconn1或Vconn2提供。EMCA會通知其在CC線路上的最大功率容量
，電源則會作出相應調整。

　　

替代模式(Alternate Mode)是Type-C介麵的功能延伸，可允許Display Port
、PCIe或其他通訊協定使用USB 3.1 SuperSpeed線。當轉接器與相容主機連接時
，將會進入替代模式。支援替代模式的Dongle需要額外的預防措施與嵌入式裝置。Dongle必須告知主機其是否能夠進入替代模式以避免無訊息錯誤。

　　

Dongle透過告示裝置進行通知，而USB Type-C PD標淮則授權任何替代模式配件執行告示裝置。圖6顯示可將舊型視訊連接埠轉換為Type-C的連接線。如果Type-C裝置不支援舊型視訊格式
，PD控製器將通知告示裝置，接下來再將錯誤情況告知Type-C裝置。

　　

比顯示埠/Type-C轉Type-C更加複雜的是擴充基座或集線器
，其必須支援許多裝置的充電。集線器可以是多個Type-C或Type-A連接埠、HDMI
、PCIe等的組合(圖7)。此(ci)集(ji)線(xian)器(qi)需(xu)多(duo)個(ge)嵌(qian)入(ru)式(shi)裝(zhuang)置(zhi)，才(cai)能(neng)成(cheng)功(gong)支(zhi)援(yuan)連(lian)接(jie)裝(zhuang)置(zhi)。根(gen)據(ju)連(lian)接(jie)裝(zhuang)置(zhi)的(de)不(bu)同(tong)，每(mei)個(ge)連(lian)接(jie)埠(bu)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)量(liang)不(bu)同(tong)。考(kao)慮(lv)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)，每(mei)個(ge)連(lian)接(jie)埠(bu)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)PD裝置。

 

 

任何視訊連接埠(例如顯示埠、VGA或HDMI)都需要告示裝置。此外，集線器需要裝置來控製傳到主機的流量。這一點相比Type-Ajixianqibingwutaidabianhua，yinweixubimianxianlushangchanshengpengzhuang，bingqiequebaoyicizhiyouyigezhuangzhiyuzhujitongxun。xianran，xiangduiyuxianqianjiandandejixianqi，xianzaiduiyushejideyaoqiugengfuza、更嚴苛。 更複雜的設計重任並不須要完全由開發人員承擔。Silicon Labs提供開發板、PD程式庫
、告示原始碼以及用於Dongle、擴充基座和裝置連接埠的範例碼。客戶如果在開發新Type-C裝置時使用這些工具，可大幅減少投入USB Type-C開發的時間和精力。

 

　　

以下是該公司所提供的開發板
，可利用充電功能執行VESA DisplayPort替代模式轉接器。類似的開發裝置可透過單一連接埠實現供電、充電以及視訊傳輸
，進而增加主機上單一Type-C連接埠的功能。開發板上有兩個PD控製器
，每個連接埠會使用一個
，而告示裝置會透過另一個與DisplayPort搭配使用。參考設計可處理切換至替代模式、充電、告知主機錯誤情況，並且確保電力正確傳輸至顯示埠與主機。

　　

從開發板開始(圖8)，在提供的韌體上作業，要比建立新平台並從頭開始編寫韌體來得輕鬆
、快速。製造商和供應商借此可以為Type-C解決方案提供更多功能
，速度也比競爭對手更快。

 

 

該公司的MCU(例如，Busy Bee3)簡化了Type-C的設計，將PD功能融入僅3×3mm2的單晶片中
，並提供精密震蕩器、硬體PD PHY層級，並且為客戶提供低物料成本PD解決方案。

　　

參考設計中使用的Universal Bee1是提供告示功能的單晶片解決方案。整合式穩壓器、精密震蕩器、USB 2.0PHY層級以及USB引腳上的±8KV ESD保護，使得此3×3mm2裝置能夠執行告示功能，而無需外部元件。

　　

USB Type-C是(shi)因(yin)應(ying)未(wei)來(lai)趨(qu)勢(shi)的(de)標(biao)淮(huai)。從(cong)塞(sai)滿(man)纜(lan)線(xian)的(de)抽(chou)屜(ti)中(zhong)找(zhao)出(chu)正(zheng)確(que)的(de)轉(zhuan)換(huan)頭(tou)或(huo)是(shi)纜(lan)線(xian)端(duan)的(de)日(ri)子(zi)已(yi)不(bu)複(fu)見(jian)。展(zhan)望(wang)未(wei)來(lai)，選(xuan)擇(ze)連(lian)接(jie)線(xian)時(shi)須(xu)要(yao)判(pan)斷(duan)連(lian)接(jie)線(xian)是(shi)插(cha)頭(tou)或(huo)是(shi)插(cha)座(zuo)，以(yi)及(ji)連(lian)接(jie)線(xian)是(shi)否(fou)能(neng)夠(gou)處(chu)理(li)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)量(liang)。

　　

現在
，市場上已出現隻採用Type-C 連接埠的智慧型手機、平板電腦和筆記型電腦

，而這些先驅裝置隻是一個開端。盡管如此，Type-C還需要嵌入式裝置和韌體來處理大量功能，因而也為開發人員和製造商在移轉裝置時帶來龐大壓力，而Silicon Labs擁有參考設計、程式庫、韌體以及支援團隊

，便可專門協助簡化Type-C在廣泛應用中的需求。