Type-C接口內部構造及原理詳解

《USB Type-C Cable and Connector Specification》一共將近200頁(yè),相信時(shí)間且有耐心看完的工程師沒(méi)有幾個(gè)吧?若是沒(méi)有中文版的那會(huì )更令人抓狂吧。
本文大部分內容整理于知乎網(wǎng)友時(shí)國的分享,我們一起來(lái)看看Type c的內部構造。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201612/329172.htmTYPE-C接口的線(xiàn)序:
被插入端:

插入端:

從圖中可以看到,被插入端上兩個(gè)方向都有D+/D-,插入端上只有一個(gè)方向有。

如果各位手里有iPhone之類(lèi)的設備,看一下lightning接口,被插入端(iPhone/iPod)只有一側有線(xiàn)(我的iPod是下面有上面沒(méi)有),連接線(xiàn)上是上下都有接口。
接口定義如下圖:

列舉完數據再來(lái)比較下Type C和lightning:
不管什么連接線(xiàn),都是要有屏蔽線(xiàn)的,lightning接口的數據線(xiàn)在被插入端是在接口的上側或者下側。這樣設計的一個(gè)問(wèn)題就是數據線(xiàn)在這一段是裸露的,沒(méi)有屏蔽。并且數據線(xiàn)和屏蔽線(xiàn)(其實(shí)就是接地的)距離太近,這種設計對做工有很高的要求,因為不小心會(huì )短路。
再看USB Type-C,如果設備和主機連接起來(lái),那么整個(gè)屏蔽線(xiàn)會(huì )在外面把數據線(xiàn)套住,有完善的保護功能,并且也不容易短路,做工要求也不高,企業(yè)容易山寨。
時(shí)國懷不認為里面的小舌片容易斷,這種事情目前還是很少發(fā)生的。蘋(píng)果的設計固然好,但因為屏蔽線(xiàn)的問(wèn)題,估計在高頻的條件下性能會(huì )有損耗,而USB Type-C的目標是USB3.1,帶寬高達10Gbps,這種情況下,不做好屏蔽的話(huà)麻煩會(huì )很大。
lightning固然看著(zhù)好看,但時(shí)國懷認為在綜合考慮做工、速度等因素的情況下USB Type-C是一個(gè)合理的設計。要知道蘋(píng)果過(guò)去30針接口跟USB的接口也是很相似的,只是大小不同。而且USB畢竟是給平民老百姓用的,做工太高的話(huà),對于廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)也是件困難的事情。
除了前面說(shuō)的物理結構,再補充一下其它的內容:
[功能]
功能方面USB只是一根線(xiàn),但lightning不是線(xiàn),應該說(shuō)是一種鏈接設備才對(具體內容看其它答案里有),所以復雜度上是完全不同的,理論上說(shuō)lightning的功能必然可以更強大(編碼、壓縮等等),而USB的線(xiàn)永遠都只是線(xiàn),作用就是傳輸、充電。
[技術(shù)原理]
lightning里面有芯片,是連接器,USB是連接線(xiàn)。
根據在 TheiPhoneWiki上有一段匿名人士的解釋?zhuān)约?Chipworks 對 Lightning 接頭的拆解,蘋(píng)果在 Lightning 線(xiàn)內安裝了芯片,用來(lái)和其它 iPhone 外接設備進(jìn)行溝通。
一個(gè)有名的例子就是,Panic在 iPhone 5 轉 HDMI 轉接頭里發(fā)現了一顆 ARM SoC 芯片,而且還配備了 256MB 的 RAM。它的工作流程是,將譯碼后的視頻信號壓縮之后,透過(guò) Lightning 線(xiàn)來(lái)傳輸,然后最終利用 ARM 芯片譯碼來(lái)推送給 HDMI 設備。
換言之,如果只是換接口,UBS Type-C 和 iPhone 上的 Lightning 界面沒(méi)有太大的差別。但 USB 線(xiàn) 與 Lightning 線(xiàn)的差別可太大了。
[成本]
連接器必然高于連接線(xiàn)。
[用戶(hù)體驗]
用戶(hù)體驗上看,lightning的體驗肯定是更好的,蘋(píng)果的用戶(hù)體驗一直很難被超越。但我感覺(jué)一旦要求更高的速度,lightning的這種物理結構似乎不是適合大規模提速,暫時(shí)觀(guān)望一下吧。
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