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USB Type-C 型接口之所以能被絕大多數電子設備采用，簡單來說它具有如下優勢：①支持正反插、②支持雙向最大100W 電力傳輸、③支持協議擴展。
這三個功能都離不開Type-C 接口中的 Configuration Channel，簡稱 cc。
什么是 Configuration Channel (cc) ？
如上圖所示，它是位于 Type-C Connector 中的兩個 pin（A5、B5），是 Host 和 Device 之間重要的配置通道。
Type-C 的 Receptacle 和 Plug 連接后，不僅僅有 cc 的電平識別，還有基于 cc 的 PD 協議通訊。因此 cc 的主要功能是，Detection Device，Check Positive and negative，Configure Data Bus，Negotiate Power For Vbus，Discover and Configure Alternate Mode。
三種 Type-C Port 硬件線路設計
一個 USB-C 接口到底是Power Source，還是 Power Sink，并不取決于它是
Type-C Receptacle 還是 Plug。兩個 Type-C 連接器連接后，電源最初方向和
內部 cc pin 電平密切相關。對于 Type-C 接口有三種硬件設計類型，如下所述。
A. Source Configuration Channel Functional Model
即硬件設計上作為一個 Power Source Port（和 Receptacle/Plug 無關），有如下功能：
- Source 端的 PD Controller 使用 FET 去控制 Vbus 的 Power，未連接 Sink 時Vbus 關閉。
- Source 端分別在 cc1/2 上連接 Rp 電阻，當 Sink 設備接入，cc 電壓會被 Sink 設備上的 Rd 拉低一定程度，因此 Source 端根據 cc 電壓即可判斷是否有 Sink 接入。
- Source 端根據 cc pin 拉低的情況，偵測并建立正確的 USB3.0 Data Path，控制 MUX 保證USB3.0 data path 處于導通狀態。同時決定用未拉低的 cc pin 作為 Vconn輸出，拉低的 cc pin 作為 PD 通訊。
- Source 端一旦檢測到 Sink 接入，就會提供 Vbus 和 Vconn Power。
- Source 端能夠動態調整 Rp 的值，改變提供給 Sink 的 Current Level。
- Source 端會持續檢測 cc 電壓狀態，以判斷 Sink 是否處于接入狀態。一旦 Sink 移除，Source 會關閉 Vbus 和 Vconn。
B. Sink Configuration Channel Functional Model
即硬件設計上作為一個 Power Sink Port（和 Receptacle/Plug 無關），有如下功能：
- Sink 端在 cc1/2 上同時接 Rd 電阻，以改變 Power Source 端 cc 電壓。
- Sink 端以 Vbus 上是否有 Power 判斷 Source 端是否接入
- Sink 端根據 cc pin 拉高的情況，偵測并建立正確的 USB3.0 Data Path，控制 MUX 保證 USB3.0 data path 處于導通狀態。
- Sink 端可以根據實際設計，偵測 cc 電壓（Power Source 端 Rp 值不同，cc 分壓不同），以判斷Source 端當前的 Current Level。同時需要管控自身的負載，防止 Source 端過流。
C. DRP Configuration Channel Functional Model
即硬件設計上作為一個 DRP，即 Dual Role Power（和 Receptacle/Plug 無關）既可以供電也可以受電，有如下功能：
- DRP 端使用 FET 去控制 Vbus 的 Power，作為 Source 時，默認 Vbus 關閉。
- DRP 端使用開關，分時連接 Rp 或者 Rd，使其對外呈現的 Source 和 Sink 狀態來回切換。
- 關于 Source、Sink 的切換，在最開始連接時，有如下邏輯
a. 在建立連接狀態前，DRP 呈現的 Source 或者 Sink 會來回切換。切換周期為
tDRP（500--100ms），Rp 呈現的時間為 dcSRC.DRP（30%--70%），切
換時間為 tDRPTransition（0--1ms）。Type-C 接口規范定義 Rp 呈現時間
是在 30%--70%占空比范圍內變化的。但是有些 PD 設計為沒有變化，固定
50%占空比。
b. 當 DRP 呈現為 Power Source 時，遵循 Source Port 行為。
c. 當 DRP 呈現為 Power Sink 時， 遵循 Sink Port 行為。
USB-C 接口功能
基于上述三種Type-C 接口硬件設計，僅依靠 cc 電壓識別就可以完成如下功能。
連接偵測
Type-C 接口的 Vbus 默認是沒有電壓的。當 Source 端偵測到 Sink 接入后，才會在 Vbus 上輸出 Power。如下圖，Source 端在兩個 cc pin 上呈現上拉電阻 Rp，對外都呈現高電平。Sink 端在兩個 cc pin 上呈現下拉電阻 Rd，對外呈現都呈現低電平。
Type-C to Type-C Cable 上設計一個 cc 下拉 Rd，一個 cc 下拉 Ra。當 Source 端偵測到 cc 電壓變化后，即認為有 Device 接入。
Power Source 端會在 Rd 下拉的 cc pin 上完成后續的 PD 協議通訊，在 Ra 下拉
的 cc pin 上輸出 Vcoon Power。
正反偵測
Type-C 接口規范定義 cc1 pin 接 Rd 后，為正向接入。cc2 pin 接 Rd 后，認為是反向接入。然而實際使用中，無法確定哪個是 cc1 pin 哪個是 cc2，因此正反插都是相對而言。
Power 能力識別
在單純的 Type-C 接口中，即使沒有 PD 通訊，Power Sink 端也可以識別到 Power Source 端的供電能力。
Power Sink 端偵測到 cc pin 上的電壓值，即可判斷出 Power Source 端供電能力。Power Source 端 Rp 取值情況，以及 cc 通訊時電壓如下表。
如下示波器波形，是 Pull High 是 3.3V，聲明 5V@3A 的情況下，cc 通訊時
電壓為，(5.1/(4.7+5.1)*3.3=1.1717V。
Cable 偵測
對于 Type-C to Type-C 的轉接線來說，其內部只有一個 cc pin 用于導通 Host/Device 端的 cc，用于 PD 協議通訊。
對于不含 e-Mark 的 Passive Cable 不存在另外一個 cc pin，內部是斷開的。
對于有 e-Mark 的 Active Cable，另外一個 cc pin 設計下拉電阻 Ra，大小為 800-1200Ω。
當 Source 在 cc pin 檢測到 Ra 時，會在對應的 cc pin 上輸出 Vconn Power 用于給 Active Cable 中的 IC供電，以便 Source 端讀取 e-Mark 中存儲的 Cable 信息。一般來說 Vconn 電壓 2.7-5.5V，功率最大 1.5W。
e-Mark IC 是一個 Support PD 協議的控制器，內部存儲了 Cable 的 Data/Power 傳輸能力。
某些 Active Cable 中還存在 Re-Driver 用于增強高速信號的驅動能力。
數據線配置
在 USB-C Receptacle 接口中，是有兩組 USB2.0 信號的，所以不管 Plug 以何種
方向接入，USB2.0 信號總是正常導通的。但是對于 USB、DP、TBT、PCIe 等高速信號必須用 MUX 芯片完成切換才能正常導通。
以 PS8812 6進4出 MUX 為例，傳輸 USB3.0 信號時。
正插，USB3.0 信號走 Rx/Tx-1。
反插，USB3.0 信號走 Rx/Tx-2。
所以 PD 芯片需要偵測到正反插，然后通過 GPIO 告知 PS8812 切換內部開關，導通 USB3.0 信號。
以 PS8812 6進4出 MUX 為例，傳輸 USB3.0 + DP 信號時。
正插，USB3.0 信號走 Rx/Tx-1，2-Lane DP 走 Rx/Tx-2。
反插，USB3.0 信號走 Rx/Tx-2，2-Lane DP 走 Rx/Tx-1。
所以 PD 芯片需要偵測到正反插，然后通過 GPIO 告知 PS8812 切換內部開關，導通 USB3.0 和 DP 信號。
如下兩種功能需要 PD 協議配合
PD 供電協商
對于 USB-C 接口，由于硬件的設計，連接后默認 Power Source 端只會提供最大
15W（5V@3A） 的供電，而且反向不可再切換供電方向。借助于 PD 協議，USB-C 口在連接后，可以協商供電功方向和供電功率（最大100W，20V@5A）。
AltMode 配置
對于 USB-C 接口，不局限于傳輸 USB2.0 和 USB3.0 信號。還可以借助于 PD 協議配置AltMode，支持 DP、TBT、PCIe、USB4 等協議的傳輸。
常見的幾種連接 Type-C 接口連接
Source Only 和 Sink Only 連接，兩端安照各自 Power 角色繼續工作。
Source Only 和 DRP 連接，當 DRP 的 cc 呈現低電平時，兩端連接狀態建立。
DRP 端按照Power Sink 角色繼續工作。
Sink Only 和 DRP 連接，當 DRP 的 cc 呈現高電平時，兩端連接狀態建立。
DRP 端按照Power Source 角色繼續工作。
當 DRP 和 DRP 連接。按照標準，DRP 的 Rp 和 Rd 是動態切換的，而且變化頻率不固定。因此 DRP 連接后，Source/Sink 是隨機建立的。一旦 Source 和 Sink 確定，各自按照其角色繼續工作。根據需要借助于 PD 協議完成高級的 Power Level 協商和 Power Direction 切換。
USB-C 兼容設計
USB Type-C 作為一個全新的 USB 接口，和 USB Type-A/B 接口是完全不同的設計，兼容性必然是 Type-C 接口需要考慮的問題，主要是電源兼容和 USB 通訊兼容。
Type-C 接口實際使用時必須和當下 Type-A/B 的 Host、Device、Cable 相互兼容，轉接線就必不可少了。USB Type-C 規范針對兼容的轉接線也提出了設計規范。
Type-A 接口設計
本文僅以 USB Type-A 型標準接口對比闡述 USB-C 接口的兼容設計，所以先介紹下 USB Type-A 型接口的電源和 USB 通訊。
對于 USB Type-A 型接口，Receptacle 端必然是 Power Source，Plug 端必然是 Power Sink。對于 USB2.0 接口只有 D+/- 負責 USB2.0 通訊。
對于 USB3.0 接口兼容 USB2.0，D+/- 負責 USB2.0 通訊，Tx/Rx 差分信號線負責 USB3.0 通訊。
兼容 Type-A
USB Type-C 接口為了兼容 Type-A 接口，設計了兩種轉接線。
Type-C Plug 轉 Type-A Plug
如上圖，Type-C Plug 內部設計 Rp，呈現為 Power Source。不管 Type-C Plug 接入 Power Sink 或者 DRP 接口都能作為供電端。
另一端 Type-A Plug 只能作為 Power Sink 連接 Power Source 的 Type-A Receptacle 取電。
上述表格即是 USB Type-C 轉 Type-A Plug 連接線的內部引線順序。
需要注意的是 A5需要通過 Rp 連接至 Vbus。其他未描述引腳全部懸空。
Type-C Plug 轉 Type-A Receptacle
如上圖，Type-C Plug 內部設計 Rd，呈現為 Power Sink。不管 Type-C Plug 接入 Power Source 或者 DRP 接口都能作為受電端。
如此轉接線的另一端 Type-A Receptacle 就可以作為 Power Source。
上述表格即是 USB Type-C 轉 Type-A Receptacle 轉接線的內部引線順序。
需要注意的是 A5需要通過 Rd 連接至 GND。其他未描述引腳全部懸空。
當然除了 Type-C 接口規范中定義的轉接口外，還能見到 Type-C Receptacle 轉 Type-A Plug，原理和上述轉接口類似。
工商網監
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