谈一下 Type-C 口的数据和充电

[tywtyw2002]

C 口的 iPhone 15 发布，看到 V2EX 上面不少人都在讨论 c 口充电数据的相关事宜，所以简单的讨论下 Type-C 口的事情。

在这个帖子里面只谈 USB-IF 官方标准和高通的 QC 标准，不谈其他任何厂商的魔改协议。

先说数据吧。按照目前的标准来说，各种 USB 口都变成了通用接口（Interface）。不管数据线两头是什么接口，AtoC ，CtoC ，AtoA 也好，这条数据线支持什么数据协议是要看这个线的标准（线里面多少芯）。

• USB 2.0 的协议，只要是有 4 根内芯的线就可以支持，供电 2 根，D+/D-差分线 2 根。两端接口可以是 A 口或者 C 口。
• USB 3.0/USB 3.1 的协议，需要 8 芯的线，供电 2 根，2.0 的 D+/D-差分线 2 根，3.0 差分线 2 组共 4 根。两端接口可以是 A 口（需要有 3.0 触点-9 针）或者 C 口。（ 5G 还是 10G ，要去看 3.0 的差分线支不支持双工。如果硬要杠，6 芯线也能能支持 3.0 ，因为 3.0 协议不需要 2.0 的 2 根线，但是设备能不能识别就不清楚了。）
• USB 3.2 的协议，只支持 C 口，并且重新分配了差分线，把原来的 3.0 的差分线重新分组成了 4 组通道（ lane ）。每组通道支持 5G 。这就是 3.2 里面 5G ，10G ，20G 的来源。原则来说，3.2 需要 10 根内芯来支持，供电 2 根，4 组通道共 8 根。
• DP ，只支持 c 口，在 USB 3.2 里面不是定义了 4 组 lane 嘛，DP 就是用一组或多组 Lane 来传输显示信号，简单的来说就是 USB 和 DP 共同 share 4 组 lane ，不能复用。
• Thunderbolt 3/4 雷电协议，只支持 C 口。TB 跟 usb 协议的最大区别在于，TB 需要有协议芯片，这个芯片负责 4 组 lane 的复用，来实现最大带宽 40G 。C 口 TB 线在两头是有芯片的。

总结以下，在数据方面，Thunderbolt 在 C 口头上是有控制芯片的，这个芯片死贵死贵的。A 口/C 口要看几根线，才能知道最大的传输速度是多少。A 口封顶 10G ，C 口封顶 20G 。

说完了数据，说电力传输。USB 中的电力输送是通过 VBUS 和 GND 完成的。 USB-IF 标准中，C 口有两种供电方式，USB 供电标准和 PD 供电标准。

USB 供电标准，不需要额外的线，默认提供。

• 2.0 A 口，插上就提供 5V 500mA 。
• 3.0 A 口，插上就提供 5V 900mA 。
• C 口，稍微复杂一些，分 Host 和 Device （ DFP ，UFP ，DRP ）的角色，关于角色就不展开说了。
  • 对于充电器来说，只要插进来的 C 口，在 CC 和 GND 之间有个 5.1k 电阻，那么就默认提供至少 5V 500/900mA 的电力。
  • 对于 C 的设备来说，看插进来的 C 口的 CC 跟 VBUS 之间串了多大的电阻，就可以知道这个充电器有多大的供电能力，从 5V 900mA 到 5V 1.5A 至 5V 3A 的。

在 USB 供电标准下，不管是 A2C ，C2C ，只要需要 2 芯线就可以给设备充电了，最多提供 15W 的电力，并不需要其他的线，包括 CC 线，前提是在 c 头上安对了电阻。

PD 供电标准，提供了更大供电能力，但需要额外的 1-2 线和 e-marker 芯片。

• USB-IF 标准中，只有 C 口有 CC 针，故只有 C 口支持 PD 供电。
• 没有 E-marker 芯片，最高 3A @ 20V ，有 E-marker ，5A @ 20V 。（没看 PD 3.1 协议，按照 PD 3.0 来讲）
• 如果 PD 协商失败，按照 USB 供电标准来默认供电。
• PD 用 CC 线来跑协议。

PD 线特征就是双 C 口有 CC 线，E-marker 可选。如果是 E-marker 线，需要有一条额外的 VCONN （ CC2 ）线来给 E-marker 芯片供电，或者两头都装 E-marker 芯片，这样就不需要 VCONN 线了。

高通的 QC 和 Apple 2.4A 高通的 QC 和 Apple 2.4A 都是用 D+/D-数据线来跑协议，从而提供比默认 USB 供电更大供电能力。对于此类协议，A 口 C 口都无所谓了，只要有 D+/D-线就可以。

最后最后的总结，

• AtoC 线，除非魔改，否则跑不了 PD 。
• AtoC 线，C 口必须有 56k 电阻串在 CC 跟 VBUS ，否则 C 口 DRP 设备不识别。（很多 C 口设备并不是真 C 口，只能叫 USB 2.0 A 口 over C 口，协议都是 USB 2.0 的，把 4 根线焊在了 C 口上，有些为了兼容 C2C 线的充电，给你加 2 个 5.1k 电阻。）
• CtoC 线，数据和 PD 都是可选的，可以只有 PD 没数据，也可以只有数据没 PD 。
• CtoC 线，3A+数据，至少 5 芯。
• CtoC 线，5A+数据，1 x E-marker + 6 芯线，或者 2 x E-marker + 5 芯线。

[byicer]

库克看了都哭了

[justaname]

其实不用考虑那么多，现在全功能线那么便宜，买十根 USB4 的线也没多少钱，能用个十年，目前没有任何接口和协议有取代 USB C 的迹象（雷电适用场景太小可以忽略）

[tywtyw2002]

@justaname 那是。

不过最实用还是 5A pd 线，目前我家里基本上每个房间的充电器上都插着 2 根。

USB4 ，数据的话还是建议短线 30-50cm 。1m 长的话低于 100 基本上都跑不满速度。

[vokins]

我觉得高通的标准都能算，那为啥魔改的其他标准不能算？也有非高通芯片的手机比如联发科苹果麒麟芯片的手机啊。所以 usb 组织的 pd 标准才算是跨平台的标准吧？

[tywtyw2002]

@vokins 算啥？

我只读过高通 QC ，和 usb-if 的协议文档，其他厂商的没读过。所以我说我只谈 usb-if 和 QC 啊。 免得一会一些自动杠来说这个厂商支持这个，那个厂商支持 XXXX 的。

[fredcc]

[jsq2627]

USB3.2 也有 Type A 接口，在一些主板上用红色 USB 端口标识。

[jsq2627]

另外 USB3.2 Gen1x1 和 Gen2x1 其实是 USB3.0 和 3.1 的重命名。只支持 C 口的是 USB3.2 Gen1x2 和 Gen2x2 （因为需要额外的线对）

[tywtyw2002]

@jsq2627 对的 A 口 最多 2 组差分触点。C 口可以 4 组。

纵观来看
USB 3.0 定义 5G
USB 3.1 定义 2 * 5G
USB 3.2 定义 5G * 2 和 10G * 2

USB 3.2 里面也引入了，DP 通道。

4 对差分通道的复用，目前看来只有雷电支持。

好像我前面的帖子说错了，就是 C 口 USB3.2 默认使用 2 个通道，10/20G 的速度区别是每个 Lane 的速度不一样导致的。

General nomenclature: Gen X x Y – (Speed x Lanes)
Enhanced SuperSpeed Gen 1×1 – (5Gbit/s)
Enhanced SuperSpeed Gen 2×1 – (10Gbit/s)
Enhanced SuperSpeed Gen 1×2 – (5Gbit/s*2 =10Gbit/s)
Enhanced SuperSpeed Gen 2×2 – (10Gbit/s*2 =20Gbit/s)

https://imgur.com/a/PnbL2nM

[noobjalen]

https://imgur.com/a/mxQn3Xn 搞几根这种全功能的？ 40g,240w,5A.

[jsq2627]

@tywtyw2002 其实你没说错，Gen XxY 里面的 Y 是 lane pair 的意思，Gen2x2 是两对 lane ，不是两个 lane 。一对 lane 包含 Tx 和 Rx 两组差分信号，一共 4 根线。所以 Gen2x2 是把 USBC 的全部 4 组差分信号用完的。

[jsq2627]

看了上图，好吧，其实是 lane 的定义在 DP 和 USB 下不一样，DP 一个 lane 就是一组差分信号，USB 一个 lane 是两组差分信号

[archiyuan]

就普通的充电而言的话，只要认准 5a 双 c 口 emarker 线买就没问题了。

不论是苹果还是国产安卓都可以快速充电（安卓少部分 200w 超快充机型的话用 5a 跑不满，只能跑 100w ）。

远离 usb A 口就不会有太多烦恼了。

[liprais]

反正用不了多久就会有人用国产数据线把接口烧了

[otakustay]

@justaname 但全功能 USB4 的重量、粗细、可弯折度，都非常不适合随身携带

[kid1412621]

我更关心 Apple watch 支持 qi

[justaname]

@otakustay 现在 50cm 以内的短线已经不怎么粗了，长线那就没办法了

[tywtyw2002]

@archiyuan pd 协议吗 跟 a 口就没啥关系

15 最多能跑 27w 3a 线足以。

现在要入手 最好入 5a 240w 的

[tywtyw2002]

@justaname 全功能的线 做不细的

雷电/usb4 官方要求 4 组差分线屏蔽，就算数据都用 awg30 的线，十几根加上屏蔽层也够厚了。
供电线短距离 5a 可以 awg 22 ， 长距离必须 2* awg 22 or awg20 。 肯定细不了。

240w 要跑 48v 供电线 屏蔽层又要升级，肯定更粗。

[minamike]

@tywtyw2002 #19 Xreal 的那个 0.8m 的 type-c 全功能线还是比较柔软的 就是价格不太美丽

[beginor]

电动牙刷，耳机之类的小功率 type-c 设备也上全功能线会不会太浪费了，a2c 的软线不好么？

[tywtyw2002]

@beginor 为什么要用全功能线啊？

现在销量最好的 CtoC 线，是 5 芯 3a 线，带 2.0 数据。

充电器都是双 c 口，a2c 的线插哪里呢？

65w 双 c 充电器 白菜价了，基本上都低于 1 元 1w 了。

[beginor]

现在 A2C 的线都泛滥成灾了，估计抽屉里有 10 几 20 条，A 口 2 安的充电头也不少，应该有 5 、6 个，A 口才是各家魔改，各种私有协议，泛滥。但是附送的都是这种魔改的原装头和线。

[beijiaoff]

@vokins 高通为其它众多安卓品牌提供底层硬件支持，所以它的协议比其他例如小米、华为等单一品牌自家协议更具有通用性和权威性。

[justaname]

@tywtyw2002 额我肯定说的是 50cm 以内的短线呀。。而且我觉得除了笔记本基本上不会有设备用得上 60W 以上的功率，3A 的高速长线其实也还好吧

[otakustay]

@justaname #17 短线弯折性差，长线太重，全功能线就是携带性上比较难受

[tywtyw2002]

@justaname
嗯，大部分情况 3A@20V 足够用了。想一想那些被我改了 C 口诱骗 12v 的设备，也就封顶 [email protected] 这样。

我感觉我基本上用不到数据功能，大部分时间各种线都是插在充电器上的。

偶尔手机备份数据，就把移动硬盘上的那个 C2C 线拔下来用用。

[julyclyde]

@byicer 这标准就是他们公司参与写的，他哭啥

[archiyuan]

@justaname 安卓百 w 快充都需要 5a 线啊

[archiyuan]

@tywtyw2002 240w 目前也没什么设备支持吧？安卓百 w 快充基本都是要 5a 线的，只用苹果的话 3a 倒是没啥问题

[FrankChow]

请教一下，我拿 CtoC +氮化镓的充电头去充香薰机或者颈部按摩仪这种 C 口的设备都充不进去电，只能用 USBA to C 的线，这是为什么啊？

[tywtyw2002]

@FrankChow #31 哪些设备的 c 口没有 cc1 cc2 跟 GND 间的 5k 电阻