由于缺芯的持续性(芯片供应链“缺货涨价”恐延至明年Q2),短期市场上的拓展坞都开始走复古路线,何为复古路线呢?说简单点,就是从多接口开始转向单转,这样可以将需求组合芯片的数量降低,从而减少断粮的风险,但是由于目前的TYPE C接口的定义,不是所有的USB Type-C线缆都可以支持扩展坞的相关功能,今天我们聊聊,不同类型的USB Type-C线缆对扩展坞功能有何影响。

扩展坞typec和usb有什么区别?Type-C线缆对扩展坞功能有何影响(1)

第一步:TYPE C接口的定义

要了解如何选择TYPE C的配套线材,需要知道他的接口定义是最基础的,每个接点代表的都是每个对应可以达成的功能。

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1)如果是像小编我一样只是使用USB 2.0的话,就直接使用A6、A7、B6、B7就可以了,A6连接B6做D ,A7连接B7做D-。其他数据引脚悬空即可。

2)使用USB 3.1需要连接两组TX /-,两组RX /-,用于高速数据传输。

3)电源相关的引脚是A4、A9;B4、B9,也就是USB线缆上面的电源线,在两端最外面的四个引脚就是电源的地了。

4)值得注意的是配置引脚,也就是A5、B5,CC1和2。用于连接的发现、配置和管理,对于插头来说,只有一个CC,而对于插座来说有两个:CC1和2。

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第二步:TYPE C接口的定义

4K分辨率,可同时接驳显示器和多款USB存储外设并同时使用,不会耗费额外的CPU资源。不过,USB Type-C扩展坞的功能越多,同样需要集成相应的控制芯片,所以价格也不会太便宜,只是当它与全功能USB Type-C接口组合时可以100%发挥全部性能,由于拓展坞需要承接数据传输的功能,故涉及的Cable部分均需要最少16C的线缆,在数据传输的过程中主要有TX/RX两组差分信号,CC1和CC2是两个关键引脚来探测连接,区分正反面,区分DFP和UFP,也就是主从;配置Vbus,有USB Type-C和USBPower 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.

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Type-C spec 定义了DFP在不同模式下,在CC pin要供多大的电流或是要用多大的Rp阻值;电阻Rd=5.1k,电阻Rp为不确定的值,根据前面的图看到USB Type-C有几种供电模式,靠什么来甄别?就靠Rp的值,Rp的值不一样,CC pin检测到的电压就不一样,然后来控制DFP端执行哪种供电模式。需要注意的是,上图里画了两个CC,实际上在不含芯片的线缆里只有一根cc线。

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DFP (Downstream Facing Port)为主(Host), UFP (Upstream Facing Port)为从(Device)。在DFP的CC pin有上拉电阻Rp,在UFP有下拉电阻Rd。未连接时,DFP的VBUS是没有输出的。连接后,CC pin相连,DFP的CC pin会检测到UFP的下拉电阻Rd,说明连接上了,DFP就打开Vbus电源开关,输出电源给UFP。而哪个CC pin(CC1,CC2)检测到下拉电阻就确定接口插入的方向,顺便切换RX/TX。

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CC pin被用来侦测正反插,从DFP的角度来看,当CC1接到下拉就是正插,如果

是CC2接到下拉就是反插,在侦测完正反插后,输出相对应的USB信号。

下图的右边整合了MUX,正反插进来的讯号会由MUX来切换,正插时,切换到

SSRX1&SSTX1,反插时,切换到SSRX2&SSTX2.

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高速串行信号部分:

DisplayPort信号,在本设计中使用2 Lane DP模式,支持4kx2K@30Hz分辨率,单Lane速率在5.4Gbps(HBR2),为了保证DP信号完整性,必须满足差分阻抗100Ω;

HDMI信号,HDMI输出分辨率4Kx2K@30Hz,Data[0..2]速率最高3.4Gbps,Clock速率为300MHz,需满足差分阻抗100Ω;

USB3.0信号,理论传输速率5.0Gbps,属于高速串行链路,必须严格按照差分线方式处理,满足差分阻抗90Ω;

USB2.0信号:理论传输速率480Mbps(HighSpeed),比起DP、USB3.0信号,速率要低得多,为了获得较好的信号和EMI效果,仍然建议需要按照差分线方式处理,保证差分阻抗90Ω;

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全功能扩展坞也同样需要集成PD充电芯片、Hub芯片和HDMI转换芯片等

是否支持充电,是衡量USB Type-C扩展坞档次的重要标准,也是拉开价差的主要因素。因为很多笔记本使用USB Type-C作为唯一的充电接口,在接驳没有充电功能的扩展坞时就无法充电了,建议大家首选支持充电的USB Type-C扩展坞;而支持充电的扩展坞之间,比拼的则是是否支持PD3.0充电协议,一些支持PD2.0的扩展坞,在拔下(连接着扩展坞的)充电线时其身上连接的HDMI和USB设备都会闪断一下再回复,而支持PD3.0的扩展坞则不受影响。

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很多全功能USB Type-C符合USB 3.1 Gen2或3.2 Gen2标准,拥有10Gbps的传输速率。但是,USB Type-C扩展坞身上的USB接口多为USB3.0(5Gbps)标准。在读取超高速移动固态硬盘时,请直接与笔记本身上的USB Type-C相连,不要借道扩展坞,另外同为TYPE C物理接口的雷电4,目前是所有的配套拓展坞线材里面最好的,它除了支持上文提到的所有扩展坞以外,还能接驳外置显卡盒子,让轻薄本也能用上台式机专用的RTX2080,流畅运行当前最新的3A游戏大作。此外,支持雷电的扩展坞还可以引出专用的雷电接口,可以完美适配超高速移动固态硬盘,获得接近1000MB/s的传输速度。总之,在生产扩展坞时我们可以建议客户来选型,让其设备和未来的需求结合考虑。比如,家中笔记本的USB Type-C只支持数据传输,如果选择配有USB、DP充电和HDMI输出接口的扩展坞,后两种接口都无法使用。

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