USB Type-C技術(shù)在多方面的應(yīng)用

USB Type-C次世代連接接口將改變我們與電子產(chǎn)品的互動方式，并為我們接收與傳送數(shù)據(jù)的方式帶來突破性的功能。它的電力、數(shù)據(jù)與影像傳輸功能、耐用性及易用性，將為個人電子裝置、行動通訊與運算、汽車、工業(yè)以及物聯(lián)網(wǎng)等市場的用戶、工程師及制造商帶來前所未有的機會。

通用總線（USB）連接無所不在，在智能型手機、計算機、數(shù)字相機、打印機及各種裝置充電與互動應(yīng)用中扮演重要角色。建立在前幾代USB的穩(wěn)固基礎(chǔ)上，能將電力、數(shù)據(jù)與影像統(tǒng)合在一條防誤插纜在線的Type-C，勢必將成為20年前USB標(biāo)準(zhǔn)問世后，最重要的連接技術(shù)發(fā)展（圖1）。

圖1 第一個USB 2.0埠于2000年推出，此標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)發(fā)展至USB Type-C技術(shù)。

Type-C的纜線將協(xié)助工程師與制造商創(chuàng)造更薄且更優(yōu)雅的產(chǎn)品，并促進新興技術(shù)的發(fā)展。消費者將來只需攜帶一條USB埠纜線，不用再帶著好幾條纜線出門。為了支持多種應(yīng)用，此USB連接器的外觀與功能將不同于以往的標(biāo)準(zhǔn)版本。

連接接口遍地開花Type-C連接器大秀戰(zhàn)力

USB Type-C很容易使用與插入，纜線兩端的外觀與功能完全相同。此款連接器本身的尺寸類似現(xiàn)有的USB 2.0 Micro-B，但正反皆可插入。

USB Type-C便利性與防誤插設(shè)計解決了世界各地USB使用者實際面臨的問題，因為現(xiàn)有的USB纜線只能以單一方向插入。如有需要，亦可將纜線設(shè)計為可在一端使用舊款USB插頭，另一端則使用Type-C插頭。市場上將推出轉(zhuǎn)換器以協(xié)助使用者順利地從使用目前USB標(biāo)準(zhǔn)的裝置轉(zhuǎn)換為Type-C標(biāo)準(zhǔn)。

單條USB Type-C連接器可提供目前電子裝置需要多個連接器才能提供的功能。以筆記本電腦為例，其通常配備一個圓形電源接頭，可透過電源供應(yīng)器為裝置充電；不僅如此，更具備視訊連接器功能，例如可支持DisplayPort或HDMI顯示器。另外，具數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，可用于連接USB周邊裝置，例如硬盤、隨身碟等。

USB Type-C連接器亦支持音訊連接，可讓用戶連接耳機。試想一個單一Type-C連接器即可提供與四個（圓形插孔、USB、DisplayPort及音訊）獨立連接器相同的功能。這真正反映了Type-C連接器的通用功能，同時提供時尚且簡潔的終端產(chǎn)品設(shè)計。Type-C連接器與纜線的設(shè)計可提供最高20Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，可因應(yīng)未來多年的需求。

在一開始，USB接口已將數(shù)據(jù)與電力結(jié)合至單一連接器。隨著此接口的進化，數(shù)據(jù)傳輸速率從最初USB1.0的12Mbit/s提高至最新USB 3.1 Gen2的10Gbit/s。

USB 3.1的VBUS電力供應(yīng)能力亦透過附加的充電功能而有所提升。但是，高傳輸速率的影音（A/V）接口仍然各自獨立。某些解決方案，如Thunderbolt與DockPort曾嘗試?yán)脼槿怂煜さ倪B接器（例如DisplayPort）帶入影音功能，然而卻從未能夠在市場中達到突破性的成長，蘋果（Apple）所推出的Lightning連接器，雖然提供了備受使用者喜愛的、正反皆可插的功能，但卻缺少USB SuperSpeed（SS）與高分辨率視訊功能。

USB Type-C帶來統(tǒng)一的連接器應(yīng)具備的所有功能，將數(shù)據(jù)、音頻、影像及電力有效地整合至單一接口（圖2）。這些功能皆以能透過模塊化運作的方式加以定義。此接口亦提供僅使用舊型USB功能的模式，亦即僅提供USB數(shù)據(jù)與默認的電力，可搭配選擇性的USB Power Delivery（PD）通訊協(xié)議，以進一步強化電力并可透過替代模式（Alt Mode）支持視訊傳輸。

圖2 USB Type-C可協(xié)助提供簡單的設(shè)計。

實現(xiàn)影音/大功率輸出Type-C接口好處多

Type-C提供較過去任何USB版本更高的電力，此接口原生可提供15瓦的電力，為標(biāo)準(zhǔn)USB 2.0充電速率的6倍，為最快速的USB電池充電（BC）1.2速率的1.5倍。雖然15瓦對于大多數(shù)智能型手機與平板計算機而言可能已經(jīng)足夠，但標(biāo)準(zhǔn)纜線搭配USB PD可提供60瓦功率，若搭配專門用于充電的纜線，可提供最高100瓦的充電功率。如此將可為各種裝置充電及供電，例如筆記本電腦、平板計算機，以及目前仍無法透過USB充電的各類裝置。依據(jù)Type-C標(biāo)準(zhǔn)，USB電力為雙向，可讓單一裝置接受供電或做為供電來源。

USB標(biāo)準(zhǔn)的最大進步在于能夠支持交錯模式，如此即可將其他通訊協(xié)議加入纜線。此功能可交換USB數(shù)據(jù)、電力及其他通訊協(xié)議，這通常是指影像。目前最廣為人知的通訊協(xié)議包括DisplayPort、Mobile High-Definition Link（MHL）、Thunderbolt及PCI-Express。替代模式可在纜在線傳送未經(jīng)壓縮的視訊，同時維持USB 2.0數(shù)據(jù)以及Type-C與PD充電能力。

Type-C多重角色影響設(shè)計實作

USB Type-C連接器以對稱的方式定義，插頭可以正面朝上或朝下插入，纜線可以從任何一端插入，這些使用上的彈性需要訊號多任務(wù)器（Mux）來實現(xiàn)?；綯ype-C需要信道組態(tài)（CC）功能，讓主機與客戶端裝置能相互探索彼此所連接的裝置。

CC控制器功能可提供相關(guān)機制，讓Type-C端口依據(jù)所需要的系統(tǒng)動作，將本身識別為上行數(shù)據(jù)鏈路埠（DFP）、上行數(shù)據(jù)鏈路埠（UFP）或雙重角色端口（DRP）。在預(yù)設(shè)組態(tài)中，DFP最高可透過5V VBUS提供15W功率。若要提供或使用超過15W的功率，將需要USB PD通訊協(xié)議。進入與結(jié)束替代模式合約時，亦需要USB PD。

USB Type-C的彈性能夠在許多不同的應(yīng)用中提供多樣化的安裝模式，依據(jù)應(yīng)用的不同，電子裝置可扮演數(shù)據(jù)、影音及電源等不同的角色。表1摘述部分使用案例，依據(jù)這些偏好選項，Type-C端口實作將有所不同。

表1 Type-C應(yīng)用及其角色

在基本USB 2.0組態(tài)中安裝Type-C連接器只需要CC控制器，若要支持USB 3.1則需要額外的數(shù)據(jù)多任務(wù)器。USB PD可提供強化電力與替代模式影像的額外功能。

OEM/ODM廠商皆看好 Type-C漲相佳

相信市場將快速朝向?qū)SB Type-C整合至終端裝置的方向發(fā)展，計算機產(chǎn)業(yè)是最早采用的領(lǐng)域，在2015年底節(jié)慶旺季已推出相關(guān)筆記本電腦、桌面計算機及周邊裝置等產(chǎn)品。

手機產(chǎn)業(yè)將緊接著成為第二個采用的領(lǐng)域。作者所接觸過的所有原始設(shè)備制造商（OEM）與原始設(shè)計制造商（ODM）皆表示非常看好USB Type-C的未來。其中大多數(shù)的業(yè)者皆有多項項目正在進行，準(zhǔn)備將此接口整合至他們的平臺。

USB Type-C將能夠讓手機提供更多功能，過去手機為顧及時尚的外觀設(shè)計使其無法配備視訊連接器，例如DisplayPort或HDMI，現(xiàn)在這一切已有所改變?，F(xiàn)在使用者可在Type-C手機上透過小型擴充座，讓手機成為桌上真正的全功能個人計算機，連接高分辨率屏幕、鍵盤、鼠標(biāo)及外接式硬盤。

汽車產(chǎn)業(yè)正面臨巨大的轉(zhuǎn)變，因為它提供更多的技術(shù)以提升安全性、效率及可靠性，并且讓駕駛者與所駕駛的汽車有更多人性化的互動方式。相信汽車產(chǎn)業(yè)在新車中采用Type-C端口的速度，會比過去采用舊世代USB的速度來得更快。正反皆可插的便利性以及至少15瓦電力的實用性，對于駕駛者來說非常具有吸引力。

Type-C將為汽車產(chǎn)業(yè)開啟許多新的機會。乘客將可在行駛過程中上傳播放列表與高分辨率影像、透過更大的屏幕觀賞影片，并同時為手機充電。由于應(yīng)用程序可實時提供交通信息，告知去哪里加油最便宜，而且無需操作手機，駕駛及乘客將可更便利地安排他們的生活。

個人電子裝置如相機、攝錄像機、無人機及許多其他裝置，也將很快地開始采用Type-C做為最快速的數(shù)據(jù)與視訊傳輸方式，并提供較舊時代產(chǎn)品更高的電力。

可統(tǒng)合手術(shù)室等各種環(huán)境中的纜線，勢必將成為吸引醫(yī)療領(lǐng)域的特點。Type-C可讓醫(yī)療專業(yè)人士在用于顯微手術(shù)的計算機屏幕上獲得更高的分辨率，并且在關(guān)鍵程序中以更快的速度傳送數(shù)據(jù)。

終端產(chǎn)品陸續(xù)導(dǎo)入 Type-C商機起飛

Type-C的主要特色是能為裝置提供更大的電力，Type-C最低可提供15瓦，最高100瓦的功率，勢必將改變供應(yīng)電力的方式。

目前有許多建筑業(yè)者安裝附帶目前世代USB端口的電源插座，為了跟上市場的潮流，開發(fā)這些插頭產(chǎn)品的企業(yè)將會希望未來能夠提供Type-C插座，而這些產(chǎn)品選項已即將問世。

更重要的是，市面上已有業(yè)者看見此商機，該業(yè)者表示，電源供應(yīng)器將從終端產(chǎn)品上消失。例如，筆記本電腦產(chǎn)品將不再提供電源供應(yīng)器，Type-C纜線將取代變壓器，以降低產(chǎn)品的整體成本。變壓器未來將用于手機、筆記本電腦、相機及其他許多產(chǎn)品，例如，假設(shè)15瓦轉(zhuǎn)接器無法提供足夠的電力，您可以購買45瓦或60瓦的變壓器，而且這些變壓器亦可用于電力需求較低的裝置。額外的電力功能將鼓勵許多終端設(shè)備制造商不再采用現(xiàn)有的USB連接器，而是轉(zhuǎn)為采用Type-C提供電力。例如，串流播放裝置、機頂盒、玩具、個人醫(yī)療保健電子產(chǎn)品等。

此外，連接器的數(shù)據(jù)傳輸能力亦將大幅提升。Type-C連接器帶寬可達5Gbit/s或10Gbit/s，Thunderbolt替代模式等自定義功能可提供最高40Gbit/s的傳輸能力。

透過次世代的電力與數(shù)據(jù)功能，用戶與計算機的互動方式將會改變。使用者新的筆記本電腦可能不會內(nèi)建顯示適配器，因為Type-C纜線將會有足夠的帶寬可提供未經(jīng)壓縮的影像。用戶將在工作時攜帶超薄的計算機，然后將計算機帶回家并插入擴充座，享受高階顯示適配器的完整效果。

Type-C將為許多產(chǎn)品帶來機會，例如通用擴充座、傳輸速率更高且自我供電的裝置，以及許多終端裝置與尚未發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新。USB Type-C勢必能讓生活更加輕松。此款簡潔的連接器將減少攜帶的纜線數(shù)量，改變即插即用的概念，并為開發(fā)人員與制造商提供前所未有的機會，開發(fā)各種可改善人類生活并提升生活、工作與玩樂方式的各種創(chuàng)新產(chǎn)品。