Type C应用技术及未来趋势

        2015年3月，苹果的MacBook，谷歌的Chromebook ，2015年7月华硕平板ZenPad， 2015年9月Nexus 5X, 6P & Pixel C发布并使用Type C技术，除了这些之外诺基亚Z1，乐视手机和一加2手机也分别有Type C功能。 Type C的话题讨论日渐火热，这使得我们再次审视Type C的未来。




我们先拿市场上NOKIA N1 ,乐视手机的Type C研究，发现TYPE-C手机,虽然是TYPE-C connector但是并不符合TYPE-C的规范,原厂是搭配TYPE-A的充电器, TYPE-A to TYPE-C的 cable，所以手机还是炒的一个接口概念，看手机行业真正“Type C”还需要过渡期。但是NB方面苹果的MacBook，谷歌的Chromebook采用的是USB-C Multi-Function (USB 3.1 Gen1, DP) , Type-C charging/PD charging，可以说就就是比较地道的Type C了。这个也说明了不同行业Type C的趋势进度不一样。





在聊Type C技术和市场之前，我们可以认识下Type C。首先先纠正 “tpye C就是USB3.1”的说法，USB3.1是协议，Tpye C是接口定义，是完全不一样的概念。
Type A，Type B，Type C外表如下：






Type C母头定义：




Type C公头定义：





Type C的优势有哪些呢？1.支持从正反两面均可插入的“正反插”功能； 2.最大数据传输速度达到 10Gbit/秒； 3.可承受1万次重覆插拔；4.纤薄设计； 5.USB Type C-C 接口插座端的尺寸约为 8.3mm×2.5mm； 6.配备 USB  Type-C 连接器的标准规格连接线可通过 3A 电流，同时还支持超出现有 USB 供电能力的“USB PD”，可以提供最大 100W 的电力。





总结以上，Type C确实有很多的优势，这个趋势是有理有据的，那我们就来看看市场，看看市场会怎样接受Type C。根据不同行业我粗糙的总结了: 最先最快登入的应该是 a.手机；b.笔记本NB；c.充电宝；d.充电器（旅充，车充）；e.手持，小型化设备（POS，无人机等）
·选择他们的原因是有这样几点：1.有快捷传输信息需求；2.体积有小型化需求；3.充电速度有要求。4.市场量大，利于Tpye C经济链的发展。
·现在市场已经开始渗入，网上专家预测2016将是一个起量，普及期。
·如果就搞个Type C标准接口，先不追求USB3.1，这样设计简单成本低，比如手机要是改为USB Type-C USB2.0接口的话，只需要重做线缆，不用芯片，成本很小。
Tpye C要是发展顺利，以下市场也会普及： a.高端照明DC to DC ；b.投影仪；c.安防；d.网通；e.工业；f.医疗；g.机顶盒。
选择他们原因是1.Type C最大支持100W输出，在一些接口功率足够支持应用。2.这些行业需要标准化，节约成本。3.需求传递速率快，可靠性要求强。
·Type C设计上各家芯片公司都提供了很多方案，但在防护方面很多留给了客户自己选择，这方面我可以重点聊聊，说起防护，无非就是过压过流防护。
过压防护，Type C的信号线有很多，都需要做静电防护，USB Type-C为了保证正反都可以插就用了两组，但实际上数据传输还是只用了一组RX/TX,速度就已经达到10Gb了。如果后面升级协议，两组都传的话就和DisplayPort一样20Gb了。所以未来趋势ESD的容值要求更低了（＜0.1pF）
信号线传输速率和AEM推荐容值总结：




过流防护，在Type C前端一般设计会加power switch，所以一部分USB2.0不加fuse。但是由于Type C的电流很大，负载的功率较大，异常带来的冲击能量是破坏性的。所以power switch不能完全cover接口安全性的问题了，这就需要做过流防护。





Type C电源和地各有4个，所以可以支持到100W。P.S. 到自己车载车充口查看，发现可以支持180W，所以车充以后做type C NB充电应用是有前景的。 如下图。USB Type-C支持20V/5A，是需要另外加支持USB PD的芯片，所以USB Type-C接口不一定有20V/5A功能。




当然，type C的功能在pin脚定义上也可以看出，比如有pin脚TX/RX两组差分信号，CC1和CC2是两个关键引脚，作用是探测连接，区分正反面，区分DFP (Downstream Facing Port)和UFP (Upstream Facing Port) ，配置Vbus （USB Type-C和USB Power Delivery两种模式），配置Vconn（当线缆里有芯片的时候，一个cc传输信号，一个cc变成供电Vconn ），配置其他模式（如接音频配件时， DisplayPort ，pcie总线）。
DFP (Downstream Facing Port)也就是主，UFP (Upstream Facing Port)为从。除了DFP、UFP，还有个DRP (Dual Role port)，DRP可以做DFP也可以做UFP。当DPR接到UFP，DRP转化为DFP。当DRP接到DFP，DRP转化为UFP。两个DRP接在一起，这时就是任意一方为DFP，另一方为UFP。
所以市场上很多小伙伴反映Nexus 6P通过type C连接到Nexus 5x的type C，居然可以执行6p到5x的充电，就是基于以上的原理。
最后介绍下type C layout VIA方案的设计建议：





AEM在USB PD 2.0---NB Type C应用





AEM在网通，交换机Type C应用




AEM在充电器Type C应用




AEM在移动电源充电宝Type C应用