自從蘋果發布了新MacBook，USB Type-C接口就成為了熱議對象。我來從硬件角度解析下這個USB Type-C，以便大家更好的了解USB Type-C的工作原理。
特色
尺寸小，支持正反插，速度快(10Gb)。這個小是針對以前電腦上的USB接口說的，實際相對android機上的microUSB還大了點：
USB Type-C：8.3mmx2.5mm
microUSB：7.4mmx2.35mm
lightning：7.5mmx2.5mm
所以，從尺寸上我看不到USB Type-C在手持設備上的優勢。而速度，只能看視頻傳輸是否需要了。

引腳定義

可以看到，數據傳輸主要有TX/RX兩組差分信號，CC1和CC2是兩個關鍵引腳，作用很多：

電源和地都有4個，這就是為什麽可以支持到100W的原因。

不要看著USB Type-C好像能支持最高20V/5A，實際上這需要USB PD，而支持USB PD需要額外的pd芯片，所以不要以為是USB Type-C接口就可以支持到20V/5A。當然，以後應該會出現集成到一起的芯片。
輔助信號sub1和sub2(Side band use)，在特定的一些傳輸模式時才用。
d+和d-是來兼容USB之前的標準的。
這裏說一下，USB3.0只有一組RX/TX，速度是5Gb，USB Type-C為了保證正反都可以插就用了兩組，但實際上數據傳輸還是只用了一組RX/TX,速度就已經達到10Gb了。如果後面升級協議，兩組都傳的話就和DisplayPort一樣20Gb了。

工作流程

上圖DFP (Downstream Facing Port)也就是主，UFP (Upstream Facing Port)為從。除了DFP、UFP，還有個DRP (Dual Role port)，DRP可以做DFP也可以做UFP。當DPR接到UFP，DRP轉化為DFP。當DRP接到DFP，DRP轉化為UFP。兩個DRP接在一起，這時就是任意一方為DFP，另一方為UFP。
在DFP的CC pin有上拉電阻Rp，在UFP有下拉電阻Rd。未連接時，DFP的VBUS是無輸出的。連接後，CC pin相連，DFP的CC pin會檢測到UFP的下拉電阻Rd，說明連接上了，DFP就打開Vbus電源開關，輸出電源給UFP。而哪個CC pin(CC1，CC2)檢測到下拉電阻就確定接口插入的方向，順便切換RX/TX。
電阻Rd=5.1k

當CC pin兩個都接了下拉電阻<=Ra，DFP進入音頻配件模式，左右聲道，mic都俱全，如上圖。

USB Type-C和DisplayPort，PCIE
USB PD是BMC編碼的信號，而之前的USB則是FSK，所以存在不兼容，不知道目前市面上有沒有能轉換的產品。
USB PD是在CC pin上傳輸，PD有個VDM (Vendor defined message)功能，定義了裝置端ID，讀到支持DP或PCIe的裝置，DFP就進入替代(alternate)模式。
如果DFP認到device為DP，便切換MUX/Configuration Switch，讓Type-C USB3.1信號腳改為傳輸DP信號。AUX輔助由Type-C的SBU1,SUB2來傳。HPD是檢測腳，和CC差不多，所以共用。
而DP有lane0-3四組差分信號，Type-C有RX/TX1-2也是四組差分信號，所以完全替代沒問題。而且在DP協議裏的替代模式，可以USB信號和DP信號同時傳輸，RX/TX1傳輸USB數據，RX/TX2替換為lane0,1兩組數據傳輸，此時可支持到4k。
如果DFP認到device為DP，便切換MUX/Configuration Switch，讓Type-C USB3.1信號腳改為傳輸PCIe信號。同樣的，PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2來傳輸數據，RX/TX1傳輸USB數據。
這樣的好處就是一個接口同時使用兩種設備，當然了，轉換線就可以做到，不用任何芯片。
總結
USB Type-C終結了長期以來USB插來插去的缺陷，節省了人們大量的時間，換一次方向至少2s吧，按全球10億人每天插拔一次USB，50%概率插錯，共耗時277000多小時，約為31年，太恐怖了。
一個接口搞定了音視頻數據三種，體積還算小。可以預見，以後安卓機可以改為USB Type-C接口了，如果只需要USB2.0的話，只需要重做線纜，不用芯片，成本上完全可以忽略不計。
至於Thunderbolt，lightning，該怎樣還是怎樣吧，畢竟百花齊放才是五彩的世界。

USB Type-C工作原理解析