USB Type-C爆发在即，你足够了解了吗？
“ usb type-c已不再是全新话题，这个usb介面协议，与常见用于笔记型电脑的type-a或android手机的micro-b之间最大的差异，在于usb type-c支援正反插的设计。藉由24根脚位左上与右下对称的设计，达到正插与反插都有一半的脚位可正常动作。type-c使用率逐渐普及
最简单的usb type-c介面，支援usb 2.0(表1中的d+与d-)，将高速讯号对加入，支援usb 3.1 gen1(5gbps)或usb 3.1 gen2(10gbps)的传输速度(表1中的tx+-与rx+-)。
此外，usb type-c可透过power delivery(以下简称pd)协议，将供电瓦数由原本的5v/3a向上提升至20v/5a。同时，pd 2.0之后的版本加入了alternative mode(以下简称alt-mode)，透过alt-mode可重新定义表1的脚位定义，使usb type-c的接头除了传递资料、电源，还能传递影像资讯。
usb type-c可兼顾资料、电源与影像的传输，因此，我们可从数款新发售的旗舰款手机、或最新的笔记型电脑发现，越来越多装置采用usb type-c的介面，成为一种趋势。以下文章将就2017年新发布的usb type-c规范，分为资料、电源与影像三个部分进行介绍。
usb 3.2传输速率增至20gbps
usb 3.2于2017年9月公布版本1.0，usb 3.2将同时运用usb type-c的两对高速讯号线，使传输速度可达到usb 3.1 gen2(10gbps)的2倍(20gbps)；过去，usb 3.1 gen1或usb 3.1 gen2只使用到一对高速讯号线，可于旧有usb type-a介面传输，而新的usb 3.2需要同时用到两对高速讯号，因此只能适用于usb type-c介面，可说是专为usb type-c量身订做的规格提升。
usb 3.2主要的特点在于，传输速度翻倍达到20gbps，并可以让usb 3.1 gen2的线长达到2公尺。在usb type-c的规范之中，两边都是usb type-c介面的标准线材里传输，usb 3.1 gen2速度的线材长度要小于1公尺，而传输usb 3.1 gen1速度的线材长度是小于2公尺。透过usb 3.2的技术，让5gbps的速度同时走在两对高速讯号，因此可让10gbps的传输速度在2公尺内传递。而hub的应用，随着对上的传输频宽倍增，hub的每一个下行口也有机会达到全载速度。
pps规范满足快充需求接着探讨与电源相关的pps
(programmable power supply)。泰尔实验室于2017年12月12日在东莞松山湖，举办快速充电技术标准与应用研讨会。会中正式颁布中华人民共和国通讯行业标准：「移动通讯终端快速充电技术要求和测试方法」。其中，明订当充电器与手机端皆为usb type-c介面时，唯一的充电协议应为pd，而pps也是因应目前手机的快充需求而开发规格。
过去，人们为了缩短充电速度，藉由提高充电器的输出电压，以增加进入手机的充电瓦数。然而，因为手机内的降压线路将高压降转为低压的效率不高，导致手机充电有发热情形。为解决此问题，希望能将手机内的降压线路移除，使充电器的输出直接接到手机电池端，输出可随电池电压的变动而调整，因此有pps的定义。pps如同标准固定输出的pd，定义出四种标准电压：5v(可调3~5.9v)、9v(可调3~11v)、15v(可调3~16v)、20v(可调3~21v )，在每一组可调的电压范围内，受电方可依据供电的电流状况对电源供应器作最小20mv电压步径或50ma电流步径的调整。
如果再配合芯片厂商最新开发出用于设备端不同倍数的voltage scaler，以3a的线材即可对电池作6a、9a或12a的大电流充电。以usb芯片供应商威锋电子为例，该公司旗下专为充电器使用的usb type-c pd dfp芯片vp300，本身支援pd 3.0和qc3.0协议，芯片内部整合tl431，可直接透过光耦元件反馈给一次侧ac-dc的电源控制芯片。除针对ac-dc所设计的tl431反馈回路，vp300同时整合i2c与fb参考电压的回馈，可针对不同dc-dc的需求进行控制。内建5v ldo毋须外接电源线路，可让vconn供应70mw的电源给e-marker。
另外，在usb type-c的1.3版本，新增vconn power device(vpd)规范，vpd装置不仅可接受由原本的vbus供电，也能接受由vconn提供的最低3v电压。最低3v的目的，在于移动式装置内常放置一颗锂电池，单颗锂电池的最低放电电压一般设定在3v。
以前，透过usb接口的vbus供电时，供电端须将电池电压透过升压线路升到5v，而受电端会将5v透过降压芯片降到3.3v或1.8v，给内部其他芯片使用，造成两边都进行电源转换而损失效能。若能透过vconn直接将电池的电压有效供应，毋需供电方或受电方放置其他的电源转换芯片，就可以大幅提升整体电源的转换效率。至于前面所提到的e-marker，放在两头都是usb type-c的线材之中，就像是线材的身分证，用以存储线材的资料，其包含可负载的电流(3a或5a) 、usb速度(usb 2.0或usb 3.1)、线材的耐压等，而e-marker所需的电源，是由供电方从vconn之中所提供。
另一方面，2017年9月于温哥华所举办的usb开发者大会上，也有针对usb多口充的多口充进行介绍。多口充分为assured capacity ports与shared capacity ports两个类型(图1)。
图1 usb多口充定义
图1所举的例子皆是总瓦数为60w的多埠口充电器，左边的多埠口充电器类型是assured capacity，3个usb type-c口分别可提供30w/15w/15w，每个usb type-c埠口都可视为单一的充电口，与其他口的负载无关。
因此，每口的输出要能满足其标志的供应瓦数，而usb协会目前有针对usb type-c电源供应器提供认证，其标志是针对单一个usb type-c进行认证，可看到这个多口充获得30w认证。
图1右边的多口充电器类型则是shared capacity。此案例中单一口可达到27w的最大瓦数输出，但三个口加总的输出瓦数不可超过60w，而认证是针对单口进行认证，因此这个充电器是得到27w的认证。
接下来，以图2说明单一口最大27w，总瓦数60w shared capacity的动作原理。当第一个口被用掉24w后，60w剩下的瓦数是36w，仍超过每一口最大27w的需求，因此其余两口各单口最大仍可供应27w，接着第二个口用掉15w后剩余的瓦数为21w，最后一口所能供应的最大瓦数仅剩21w以满足总瓦数60w的需求。
图2 shared capacity原理
若将同样的三个装置移到图1左边assured capacity的电源，会发现只有15w这个装置确保可获得足够瓦数，而另外的24w或21w的装置，会因为其中一个必须插入15w的口，导致瓦数不足而只能有15w充电。如果30w的供电口被15w装置占住，将导致21w与24w的装置都只能得到15w供电。
2017年7月，display port alt-mode 1.0b(dp alt-mode)仅针对既有的规格做了微幅更新，移除用gen2_br传递displayport讯号的pin assignment a与b，在终端应用上，不只是笔记型电脑，也不能发现手机厂开始利用dp alt-mode的应用产品(图3)。
图3 dp alt-mode示意图
type-c结合替代模式影像传输更便利
2017年主要旗舰型手机例如三星(samsung) s8/note 8、华为(huawei) mate10、htc u11等都支援dp alt-mode，samsung与huawei并推出可透过手机usb type-c转出hdmi的配件。
手机经由usb type-c将影像讯号投放至大萤幕，大萤幕上的画面不仅仅是将手机上看到的画面放大，更经由重新设计，无论对接滑鼠的左右键控制、应用视窗的拖放等，都接近我们以往在电脑或笔电的windows使用经验。经由这样的转接，大大扩展了手机因萤幕大小限制的应用，原本在手机端才能进行的追剧、玩游戏或回覆邮件都因为大萤幕的拓展而得到更好的使用体验。
我们认为，这样的应用在未来会越来越广泛，无论家庭娱乐或出差办公。可想像未来商务人士出差只需要携带一支手机，在客户端能透过usb type-c介面将简报资料投影至大萤幕进行介绍；而回到饭店，只要接入饭店所附的type-c接头，就可以用饭店电视进行办公或观看戏剧，同时还可透过usb type-c对手机进行充电。
西数/希捷/QLogic等厂商高管谈存储器未来发展
2022年中国集成电路产量与进出口总额数据分析
印刷电子技术应用
金在芯片中有什么用途呢？金在芯片中的应用和优势介绍
英伟达将于月底发表新产品，新显卡将如期而来
USB Type-C爆发在即，你足够了解了吗？
LED透明屏的概念、特点及应用范围
5G时代，智慧路灯将面临怎样的发展机遇？
瑕疵检测系统可精准高效率地检测产品表面质量
自制PCB图解教程
高海拔+长航时,油电混合多旋翼一举拿下!
你知道茶链之家分销系统开发是怎么样的吗
Spotify也要有语音助理功能了
比派电器高速吹风机(高速风筒)直流无刷电机整体解决方案
汽车主继电器故障现象
物联网Sigfox网络可以为全球人类做什么
锂离子电池隔离膜简介原料及制造工艺对隔离膜性能有什么影响？
曝微软正投入更多精力解决自检驱动程序翻车的问题
led闪灯安装_LED闪烁灯电路图解
工业4.0趋下全球工业机器人市场将呈现什么样的趋势
最简单的usb type-c介面，支援usb 2.0(表1中的d+与d-)，将高速讯号对加入，支援usb 3.1 gen1(5gbps)或usb 3.1 gen2(10gbps)的传输速度(表1中的tx+-与rx+-)。
此外，usb type-c可透过power delivery(以下简称pd)协议，将供电瓦数由原本的5v/3a向上提升至20v/5a。同时，pd 2.0之后的版本加入了alternative mode(以下简称alt-mode)，透过alt-mode可重新定义表1的脚位定义，使usb type-c的接头除了传递资料、电源，还能传递影像资讯。
usb type-c可兼顾资料、电源与影像的传输，因此，我们可从数款新发售的旗舰款手机、或最新的笔记型电脑发现，越来越多装置采用usb type-c的介面，成为一种趋势。以下文章将就2017年新发布的usb type-c规范，分为资料、电源与影像三个部分进行介绍。
usb 3.2传输速率增至20gbps
usb 3.2于2017年9月公布版本1.0，usb 3.2将同时运用usb type-c的两对高速讯号线，使传输速度可达到usb 3.1 gen2(10gbps)的2倍(20gbps)；过去，usb 3.1 gen1或usb 3.1 gen2只使用到一对高速讯号线，可于旧有usb type-a介面传输，而新的usb 3.2需要同时用到两对高速讯号，因此只能适用于usb type-c介面，可说是专为usb type-c量身订做的规格提升。
usb 3.2主要的特点在于，传输速度翻倍达到20gbps，并可以让usb 3.1 gen2的线长达到2公尺。在usb type-c的规范之中，两边都是usb type-c介面的标准线材里传输，usb 3.1 gen2速度的线材长度要小于1公尺，而传输usb 3.1 gen1速度的线材长度是小于2公尺。透过usb 3.2的技术，让5gbps的速度同时走在两对高速讯号，因此可让10gbps的传输速度在2公尺内传递。而hub的应用，随着对上的传输频宽倍增，hub的每一个下行口也有机会达到全载速度。
pps规范满足快充需求接着探讨与电源相关的pps
(programmable power supply)。泰尔实验室于2017年12月12日在东莞松山湖，举办快速充电技术标准与应用研讨会。会中正式颁布中华人民共和国通讯行业标准：「移动通讯终端快速充电技术要求和测试方法」。其中，明订当充电器与手机端皆为usb type-c介面时，唯一的充电协议应为pd，而pps也是因应目前手机的快充需求而开发规格。
过去，人们为了缩短充电速度，藉由提高充电器的输出电压，以增加进入手机的充电瓦数。然而，因为手机内的降压线路将高压降转为低压的效率不高，导致手机充电有发热情形。为解决此问题，希望能将手机内的降压线路移除，使充电器的输出直接接到手机电池端，输出可随电池电压的变动而调整，因此有pps的定义。pps如同标准固定输出的pd，定义出四种标准电压：5v(可调3~5.9v)、9v(可调3~11v)、15v(可调3~16v)、20v(可调3~21v )，在每一组可调的电压范围内，受电方可依据供电的电流状况对电源供应器作最小20mv电压步径或50ma电流步径的调整。
如果再配合芯片厂商最新开发出用于设备端不同倍数的voltage scaler，以3a的线材即可对电池作6a、9a或12a的大电流充电。以usb芯片供应商威锋电子为例，该公司旗下专为充电器使用的usb type-c pd dfp芯片vp300，本身支援pd 3.0和qc3.0协议，芯片内部整合tl431，可直接透过光耦元件反馈给一次侧ac-dc的电源控制芯片。除针对ac-dc所设计的tl431反馈回路，vp300同时整合i2c与fb参考电压的回馈，可针对不同dc-dc的需求进行控制。内建5v ldo毋须外接电源线路，可让vconn供应70mw的电源给e-marker。
另外，在usb type-c的1.3版本，新增vconn power device(vpd)规范，vpd装置不仅可接受由原本的vbus供电，也能接受由vconn提供的最低3v电压。最低3v的目的，在于移动式装置内常放置一颗锂电池，单颗锂电池的最低放电电压一般设定在3v。
以前，透过usb接口的vbus供电时，供电端须将电池电压透过升压线路升到5v，而受电端会将5v透过降压芯片降到3.3v或1.8v，给内部其他芯片使用，造成两边都进行电源转换而损失效能。若能透过vconn直接将电池的电压有效供应，毋需供电方或受电方放置其他的电源转换芯片，就可以大幅提升整体电源的转换效率。至于前面所提到的e-marker，放在两头都是usb type-c的线材之中，就像是线材的身分证，用以存储线材的资料，其包含可负载的电流(3a或5a) 、usb速度(usb 2.0或usb 3.1)、线材的耐压等，而e-marker所需的电源，是由供电方从vconn之中所提供。
另一方面，2017年9月于温哥华所举办的usb开发者大会上，也有针对usb多口充的多口充进行介绍。多口充分为assured capacity ports与shared capacity ports两个类型(图1)。
图1 usb多口充定义
图1所举的例子皆是总瓦数为60w的多埠口充电器，左边的多埠口充电器类型是assured capacity，3个usb type-c口分别可提供30w/15w/15w，每个usb type-c埠口都可视为单一的充电口，与其他口的负载无关。
因此，每口的输出要能满足其标志的供应瓦数，而usb协会目前有针对usb type-c电源供应器提供认证，其标志是针对单一个usb type-c进行认证，可看到这个多口充获得30w认证。
图1右边的多口充电器类型则是shared capacity。此案例中单一口可达到27w的最大瓦数输出，但三个口加总的输出瓦数不可超过60w，而认证是针对单口进行认证，因此这个充电器是得到27w的认证。
接下来，以图2说明单一口最大27w，总瓦数60w shared capacity的动作原理。当第一个口被用掉24w后，60w剩下的瓦数是36w，仍超过每一口最大27w的需求，因此其余两口各单口最大仍可供应27w，接着第二个口用掉15w后剩余的瓦数为21w，最后一口所能供应的最大瓦数仅剩21w以满足总瓦数60w的需求。
图2 shared capacity原理
若将同样的三个装置移到图1左边assured capacity的电源，会发现只有15w这个装置确保可获得足够瓦数，而另外的24w或21w的装置，会因为其中一个必须插入15w的口，导致瓦数不足而只能有15w充电。如果30w的供电口被15w装置占住，将导致21w与24w的装置都只能得到15w供电。
2017年7月，display port alt-mode 1.0b(dp alt-mode)仅针对既有的规格做了微幅更新，移除用gen2_br传递displayport讯号的pin assignment a与b，在终端应用上，不只是笔记型电脑，也不能发现手机厂开始利用dp alt-mode的应用产品(图3)。
图3 dp alt-mode示意图
type-c结合替代模式影像传输更便利
2017年主要旗舰型手机例如三星(samsung) s8/note 8、华为(huawei) mate10、htc u11等都支援dp alt-mode，samsung与huawei并推出可透过手机usb type-c转出hdmi的配件。
手机经由usb type-c将影像讯号投放至大萤幕，大萤幕上的画面不仅仅是将手机上看到的画面放大，更经由重新设计，无论对接滑鼠的左右键控制、应用视窗的拖放等，都接近我们以往在电脑或笔电的windows使用经验。经由这样的转接，大大扩展了手机因萤幕大小限制的应用，原本在手机端才能进行的追剧、玩游戏或回覆邮件都因为大萤幕的拓展而得到更好的使用体验。
我们认为，这样的应用在未来会越来越广泛，无论家庭娱乐或出差办公。可想像未来商务人士出差只需要携带一支手机，在客户端能透过usb type-c介面将简报资料投影至大萤幕进行介绍；而回到饭店，只要接入饭店所附的type-c接头，就可以用饭店电视进行办公或观看戏剧，同时还可透过usb type-c对手机进行充电。
西数/希捷/QLogic等厂商高管谈存储器未来发展
2022年中国集成电路产量与进出口总额数据分析
印刷电子技术应用
金在芯片中有什么用途呢？金在芯片中的应用和优势介绍
英伟达将于月底发表新产品，新显卡将如期而来
USB Type-C爆发在即，你足够了解了吗？
LED透明屏的概念、特点及应用范围
5G时代，智慧路灯将面临怎样的发展机遇？
瑕疵检测系统可精准高效率地检测产品表面质量
自制PCB图解教程
高海拔+长航时,油电混合多旋翼一举拿下!
你知道茶链之家分销系统开发是怎么样的吗
Spotify也要有语音助理功能了
比派电器高速吹风机(高速风筒)直流无刷电机整体解决方案
汽车主继电器故障现象
物联网Sigfox网络可以为全球人类做什么
锂离子电池隔离膜简介原料及制造工艺对隔离膜性能有什么影响？
曝微软正投入更多精力解决自检驱动程序翻车的问题
led闪灯安装_LED闪烁灯电路图解
工业4.0趋下全球工业机器人市场将呈现什么样的趋势