Type-C协议Ver2.0(学习笔记)

题记

本文以TYPE-C协议Ver2.0版本为基础，以直译为主，同时备注作者学习中遇到的问题与理解，如发现文中描述和协议原文有误，欢迎批评指正，感谢！

1 简介

随着USB接口的持续成功，需要调整USB技术，以服务于新型计算平台和设备趋向于更小、更薄、更轻的外形。这些较新的平台和设备中的许多已经到了现有USB插座和插头阻碍创新的地步，特别是考虑到标准A和标准B版本USB连接器的相对较大尺寸和内部体积限制。此外，随着平台使用模型的发展，可用性和稳健性要求也在提高，现有的USB连接器组最初并不是为其中一些较新的要求而设计的。本规范旨在建立一个新的USB连接器生态系统，以满足平台和设备不断发展的需求，同时保留USB的所有功能优势，这些优势构成了这种最流行的计算设备互连的基础。

1.1 目的

本规范定义了USB Type-C®插座、插头和电缆。

USB Type-C电缆和连接器规范遵循以下原则：

• 在尺寸、工业设计和风格是重要参数的情况下，实现新的、令人兴奋的主机和设备外形因素
• 与现有USB主机和设备硅解决方案无缝配合
• 提高连接USB设备的易用性，重点是最大限度地减少用户对插头和电缆方向的混淆

USB Type-C电缆和连接器规范定义了一种新的插座、插头、电缆和检测机制，与现有的USB接口电气和功能规范兼容。本规范涵盖了在较新的平台和设备中生产和使用这种新的USB电缆/连接器解决方案所需的以下方面，以及与现有平台和设备互操作的方面：

• USB Type-C插座，包括机电定义和性能要求
• USB Type-C插头和电缆组件，包括机电定义和性能要求
• USB Type-C到旧版电缆组件和适配器
• 基于USB Type-C的设备检测和接口配置，包括对旧版连接的支持
• 针对USB Type-C连接器优化的USB电源传输(PD/Power Delivery)

USB Type-C电缆和连接器规范定义了一种支持备用模式(Alternate Modes)的标准化机制，例如将连接器重新用于对接特定应用。

1.2 范围

本规范旨在补充现有的USB 2.0、USB 3.2、USB4™ 和USB PD规范。它只涉及实现和支持USB Type-C插座、插头和电缆所需的元件。

提供规范性信息以允许按照本规范设计的组件的互操作性。当提供信息时，可以说明可能的设计实现。

1.3 关联文档

USB 2.0: Universal Serial Bus Revision 2.0 Specification
               This includes the entire document release package.
USB 3.2 :Universal Serial Bus Revision 3.2 Specification
               This includes the entire document release package.
               USB 3.1 Legacy Cable and Connector Specification, Revision 1.0
USB4:     USB4™ Specification, Version 1.0, August 2019
               (including posted errata and ECNs)
TBT3 :     Chapter 13 of USB4 Specification, Version 1.0, August 2019
USB PD:  USB Power Delivery Specification, Revision 2.0, Version 1.3, January 12, 2017
                USB Power Delivery Specification, Revision 3.0, Version 2.0, August 2019
                 (including posted errata and ECNs)
USB BB:  USB Billboard Device Class Specification, Revision 1.21, September 8, 2016
USB BC： Battery Charging Specification, Revision 1.2 (including errata and ECNs through
                  March 15, 2012), March 15, 2012
DP AM：   DisplayPort™ Alt Mode on USB Type-C Standard, Version 1.0b, 03 November 2017

所有USB Spec文档均可在http://www.usb.org/documents(这个网站可以免费下载协议文档，赞一个).

DisplayPort Alt Mode规格可从VESA获得(http://www.vesa.org)。

1.4 约定

1.4.1 Precedence

如果文本、图形和表格之间存在冲突，则优先级顺序为表格、图形和文本。

1.4.2 Keywords

以下关键字区分需求级别和选项级别。

1.4.2.1 Informative

Informative是一个关键词，用于描述本规范中的信息，旨在讨论和澄清需求和功能，而不是强制要求它们。

1.4.2.2 May

May是一个关键字，表示没有隐含偏好的选择。

1.4.2.3 N/A

N/A是一个关键字，表示某个字段或值不适用，没有定义的值，接收方不应检查或使用。

1.4.2.4 Normative

规范性附录是一个关键词，用于描述本规范规定的功能。

1.4.2.5 Optional

Optional是一个关键字，用于描述本规范未强制要求的功能。但是，如果实施了可选功能，则应按照本规范（可选规范）的规定实施该功能。

1.4.2.6 Reserved

Reserved是一个关键字，指示为将来的标准化预留的保留位、字节、字、字段和代码值。其使用和解释可通过本规范的未来扩展进行规定，除非另有说明，否则供应商实施不得使用或调整。保留位、字节、字或字段应由发送方设置为零，接收方应忽略。保留字段值不应由发送方发送，如果接收方收到，则应忽略。

1.4.2.7 Shall

Shall是表示强制性（规范性）要求的关键词。设计人员必须执行所有此类要求，以确保与其他兼容设备的互操作性。

1.4.2.8 Should

Should是一个关键字，表示选择首选方案的灵活性。相当于短语“建议”。

1.4.3 Numbering

紧跟小写字母“b”（例如01b）的数字是二进制值。后面紧跟大写字母“B”的数字是字节值。紧跟小写“h”（例如3Ah）的数字是十六进制值。后面没有紧跟“b”、“b”或“h”的数字都是十进制值。

1.5 术语和缩写

2 概述

2.1 简介

USB Type-C 插座、插头和线缆为旧的USB互连(标准和Micro USB电缆和连接器)提供了更小、更薄、更坚固的替代方案。这一新解决方案的目标是在非常薄的平台上使用，从超薄笔记本电脑到智能手机，现有的Standard-A和Micro AB插座被认为太大、难以使用或不够坚固。

一些关键的特定增强功能包括：

• USB Type-C插座可用于非常薄的平台，因为其安装插座的总系统高度低于3mm
• USB Type-C插头可向上插或向下插(即正插或反插)，从而提高了易用性
• USB Type-C电缆可在主机和设备之间的任一方向插入，从而提高了易用性

虽然USB Type-C互连不再通过A型或B型来物理区分电缆上的插头，但USB接口仍然保持这种主机到设备的逻辑关系。这种host-to-device关系的确定是通过通过电缆连接的配置通道(CC/Configuration Channel)来完成的。此外，配置通道用于设置和管理电源和替代/附件模式(Alternate/Accessory Mode)。

使用配置通道，USB Type-C互连定义了一个简化的基于5V VBUS的电源传输(PD/Power Delivery)和充电解决方案，该解决方案补充了USB 3.2规范中已经定义的内容。USB Type-C互连上更先进的电源传输和电池充电功能基于USB电源传输规范(PD协议)。作为产品实现的改进，USB Type-C互连将USB PD通信协议从通过VBUS通信转变为通过CC线进行传输。

USB Type-C插座、插头和电缆设计旨在支持未来的USB功能扩展。因此，在开发该解决方案时，考虑了频率缩放(frequency scaling)性能、引脚输出分配和配置机制。未来USB功能扩展的定义不在本规范的范围内(即超出现有USB4 Spec)，而是将在基础USB规范的未来版本中提供。

图2-1显示了为USB全功能Type-C插座规划的综合功能信号，并非所有平台或设备都需要所示的所有信号。如图所示，插座信号列表在功能上提供USB 2.0(D+和D-)和USB 3.2或USB4(TX和RX差分对)数据总线、USB电源(VBUS)和接地(GND)、配置通道信号(CC1和CC2)以及两个边带使用(SBU)信号引脚。此布局中的多组USB数据总线信号位置有助于在功能上映射USB信号，而独立于插座中的插头方向。作为参考，信号引脚被标记。对于USB 2.0 Type-C插座，既没有实现USB 3.2信号，也没有实现USB4信号。

图2-2显示了为USB Type-C插头规划的综合功能信号。只有一个CC引脚通过电缆连接以建立信号方向，另一个CC管脚被重新用作VCONN，用于为USB Type-C插头中的电子设备供电。此外，在USB Type-C电缆中仅实现了一组USB 2.0 D+/D−导线。对于仅打算支持USB 2.0功能的USB Type-C电缆，未实现TX/RX和SBU信号(假TYPE-C线，保留CC和VCONN，所以支持正反插，也可能会有eMARK)。对于USB Type-C Power Only插头(只充电，仅适用于USB Type-C Sink应用)，仅实现了九个触点以支持CC、VBUS和GND。

2.2 USB Type-C插座、插头和电缆

电缆和连接器，包括USB Type-C到USB 旧式电缆和适配器，在本规范中有明确定义。这些是本规范许可条款授权的唯一连接器和电缆。所有获得许可的电缆和连接器都必须符合USB-IF开发和维护的合规性和认证要求。

定义了以下USB Type-C插座和插头：

• USB全功能Type-C插座，适用于USB 2.0、USB 3.2、USB4以及全功能平台和设备
• 适用于USB 2.0平台和设备的USB 2.0 Type-C插座
• USB全功能Type-C插头
• USB 2.0 Type-C插头
• USB Type-C电源插头

定义了以下USB Type-C电缆：

• USB全功能Type-C电缆，两端带有USB全功能Type-C插头，适用于USB 3.2、USB4和全功能应用
• USB 2.0 Type-C电缆，两端带有USB 2.0 TypeC插头，适用于USB 2.0应用
• 一端带有USB Full Featured Type-C插头或USB 2.0 Type-C插头的固定电缆
• 第6章中定义的有源电缆(active cables)

所有定义的USB Type-C插座、插头和电缆(OIAC除外)都支持USB充电应用，包括支持USB PD协议的可选USB Type-C特定实施（见第4.6.2.4节）。

所有USB全功能Type-C电缆都有电子标记(electronically marked)。USB 2.0 Type-C电缆可能带有电子标记。有关电子标记电缆的要求，请参见第4.9节。

定义了以下USB Type-C到USB 旧式电缆和适配器:

• USB 3.2 Type-C to Legacy Host电缆，一端带有USB全功能Type-C插头，另一端带有USB 3.1 Standard-A插头–该电缆支持使用带有旧式USB Host的基于USB Type-C的Device            //TYPE-C作device,USB3.1-A作host
• USB 2.0 Type-C to Legacy Host电缆，一端带有USB 2.0 TypeC插头，另一端具有USB 2.0 Standard-A插头–该电缆支持使用带有旧式USB 2.0 Host的基于USB Type-C的Device(主要用于移动充电和同步应用）  

• USB 3.2 Type-C to Legacy Device电缆，一端带有USB全功能Type-C插头，另一端带有USB 3.1 Standard-B插头–该电缆支持带有基于USB Type-C Host的旧式USB 3.1 Hub和Device.   //TYPE-C作host,USB3.1-B作hub和device
• USB 2.0 Type-C to Legacy Device电缆，一端有USB 2.0 TypeC插头，另一端有USB 2.0 Standard-B插头–该电缆支持带有基于USB Type-C Host的旧式USB 2.0 Hub和Device.            --------------------------------------------------------------------------------------------------------------
• USB 2.0 Type-C to Legacy Mini Device电缆，一端有USB 2.0 Type-C插头，另一端有USB 2.0 Mini-B插头–该电缆支持使用基于USB 2.0 Type-B的主机的旧式设备
• USB 3.2 Type-C to Legacy Micro Device电缆，一端带有USB全功能Type-C插头，另一端带有USB 3.1 Micro-B插头–该电缆支持带有基于USB Type-C Host的旧式USB 3.1 Hub和Device.
• USB 2.0 Type-C to Legacy Micro Device电缆，一端有USB 2.0 TypeC插头，另一端有USB 2.0 Micro-B插头–该电缆支持带有基于USB Type-C Host的旧式USB 2.0 Hub和Device.            --------------------------------------------------------------------------------------------------------------
• USB 3.2 Type-C to Legacy Standard-A适配器，一端带有USB全功能Type-C插头，另一端带有USB 3.1 Standard-A插座-该适配器支持带有USB 3.2 TypeC Host的旧式USB“thumb drive”式device或旧式USB ThinCard device                                                                              //TYPE-C作host，USB3.1 A因为连适配器电源要作device吗？
• USB 2.0 Type-C to Legacy Micro-B适配器，一端有USB 2.0 TypeC插头，另一端有USB 2.0 Micro-B插座-该适配器支持使用旧式的基于USB Micro-B的充电器为基于USB Type-C的移动设备充电，无论是基于固定电缆还是与旧式的USB 2.0 Standard-A to Micro-B电缆结合使用。

USB Type-C插座到USB旧式适配器明确不定义或不允许使用。这样的适配器将允许用户构建许多无效和潜在不安全的电缆连接。

2.3 配置过程

USB Type-C插座、插头和电缆解决方案包含一个配置过程，用于检测面向下行的端口到面向上行的端口(Source-to-Sink)连接，以用于VBUS管理和host到device连接关系确定。

USB Type-C端口配置过程用于以下用途：

• Source-to-Sink连接/分离(attach/detach)检测
• 插头方向/电缆弯曲检测
• 初始电源(Source-to-Sink)检测和建立数据(Host-to-Device)关系
• 检测电缆是否需要VCONN
• USB Type-C VBUS电流检测和使用
• USB PD通信
• 功能扩展的发现和配置

USB Type-C插座上的两个引脚CC1和CC2用于此目的。在标准的USB Type-C电缆中，电缆的每个插头中只有一个CC引脚位置通过电缆连接。

2.3.1 Source-to-Sink attach/detach检测

在最开始，当USB Type-C插座上的一个CC引脚检测到指定的对地电阻(Rd)时，Host或Hub端口(Source)会检测到Source-to-Sink连接(attach)。随后，当USB Type-C插座的CC引脚不再端接于GND时，检测到Source-to-Sink分离(detach)。

在Source检测到attach的Device(Sink)端口存在之前，不会向USB Type-C Host或Hub插座(VBUS或VCONN)通电。当检测到Source-to-Sink连接时，Source将对插座供电，并对连接的Device进行正常USB操作。当检测到Source-to-Sink分离时，VBUS的供电端口将断电。

2.3.2插头方向/电缆扭曲检测

USB Type-C插头可以在两个方向中的任何一个方向插入插座，因此CC引脚启用了一种检测插头方向的方法，以确定通过电缆功能连接的SuperSpeed USB数据信号对的lane顺序，并在支持时识别双lane操作的配置通道。如果需要，允许在主机或设备内建立信号路由，以实现成功连接。

2.3.3初始Power(Source-to-Sink)检测和建立数据(Host-to-Device)关系

与现有的USB Type-A和USB Type-B插座和插头不同，USB Type-C插座和插头的机械特性并不固有地建立USB Host-to-Device端口的关系。插座上的CC引脚还用于在正常USB枚举过程之前建立初始Power(Source-to-Sink)检测和建立数据(Host-to-Device)关系。

为了定义如何使用CC引脚来建立初始电源关系，定义了以下端口电源行为模式：

• 1.Source-only-对于此模式，端口仅作为Source
• 2.Sink-only-对于此模式，端口仅作为Sink
• 3.Dual-Role-Power (DRP)-对于此模式，端口可以充当Source or Sink

此外，当端口支持USB数据操作时，会定义端口的数据行为模式:

• 1.DFP-only–对于此模式，端口仅表现为DFP(host)
• 2.UFP-only–对于此模式，端口仅表现为UFP(device)
• 3.Dual-Role-Data (DRD)-对于此模式，端口可以表现为DFP或UFP

DFP-only和UFP-only端口在行为上分别映射到旧式的USB host 端口和USB device端口，但可能不一定进行USB数据通信。当host-only端口连接到device-only端口时，从用户的角度来看，行为遵循旧式的USBHost-to-Device端口模型。然而，USB Type-C连接器解决方案并不能从物理上阻止host-to-host或device-to-device的连接。在这种情况下，由此产生的host-to-host或device-to-device连接会导致安全但不起作用的情况。

一旦初始建立了，Source提供VBUS并充当DFP，而Sink消耗VBUS并充当UFP。当两个端口都支持USB PD时，可以使用USB PD独立交换端口的电源和数据角色(与PD协议之前的CC检测不冲突，两者独立机制 ，解释如下文/如果不进行交换呢，是不是默认情况下Source就作为host,Sink就作为device?)。

当连接到Source-only端口或Sink-only端口时，支持双重角色操作的DRP端口能够切换到适当的连接模式。在DRP连接到另一个DRP的特殊情况下，CC引脚上的初始化协议(初始化协议怎么测试，是不是下文的独立机制？）用于建立初始Host-to-Device关系。在没有角色交换干预的情况下，从用户的角度来看，确定是DFP还是UFP是随机的。

定义了两组独立的机制，以允许USB Type-C DRP在功能上交换电源和数据角色。当支持USB PD时，电源和数据角色交换将作为初始连接过程(是否指CC线上的Rp/Rd电压检测及角色分配?)之后的后续步骤执行。对于非PD实现，电源/数据角色交换可以作为初始连接过程的一部分进行处理。当连接完全不同类型的设备时，为了改善用户的体验，产品可以被实现为强烈偏好DFP或UFP(不确定中偏向确定，以便初始分配角色吗?)，使得当连接不同类别的两个DRP时，DFP/UFP的确定变得可预测。有关可用交换机制的更多信息，请参见第4.5.1.4节。

作为角色交换的替代方案，USB Type-C DRP可以通过在作为主机操作时暴露CDC/网络(优选TCP/IP)堆栈或者在作为设备操作时暴露CDC/网络接口来提供有用的功能。

USB hub有两种类型的端口，一种是UFP，连接到初始作为Sink的DFP(初始作为Sink,难道是临时的？后面还可以做Source?)(host或另一个hub)，另一种是一个或多个DFP，用于连接初始作为Source的其它device。

2.3.4 USB Type-C VBUS电流检测与使用

使用USB Type-C连接器解决方案，Source(host或下行hub端口)可以在VBUS上实现更高的Source电流，以实现移动设备或更高功率设备的快速充电。所有USB host和hub端口都通过CC引脚通告当前可用的电流级别。USB设备端口需要管理其负载以保持在host或hub提供的电流级别内，如果host或hub端口将其广告(advertisement直译)更改为CC引脚上指示的较低级别，则动态缩减负载。

5V VBUS下的三个电流级别广告(advertisement)由USB Type-C电流定义：

• Default为USB规范定义的高功率操作电流值配置值(USB 2.0端口为500mA；单通道或双通道操作的USB 3.2端口分别为900mA或1500mA）
• USB Type-C电流@1.5A
• USB Type-C电流@3.0A

广告的Default值与1.5A或3.0A的USB Type-C电流之间有明显的功能区别。

• Default用于向连接的device提供总线power的host操作，其中host管理USB基本规范中定义的低功耗、高功率和挂起状态下的设备电流消耗。

• 1.5 A或3.0 A的USB Type-C电流主要用于充电应用。Sink可以改变其电流消耗一直到广告中的限制。为设备提供总线电源的主机允许提供1.5 A或3.0 A的USB Type-C电流。host需要假设device将持续抽取达到所提供的限制电流。（默认的用于系统耗电，1.5A/3A用于电池充电)

可以宣传的更高的USB Type-C电流级别允许未实现USB PD的主机和设备利用更高的充电电流(TYPE-C不用PD协议也可以实现充电电流大于3A吗)。

2.3.5 USB PD通信

USB PD是产品(host,hub和device)的一项功能。USB PD通信用于：

• 建立电源合约，允许电压和电流超过现有USB数据总线规范。
• 更改端口电源VBUS。
• 更改端口电源VCONN(VCONN不是PMIC固定电源输出的吗?)。
• 交换DFP和UFP角色。
• 通过电缆进行通信。

USB PD双相标记编码(BMC/Bi-phase Mark Coded)通信在USB Type-C电缆的CC线上进行。

2.3.6 功能扩展

功能扩展(见附录第E章)通过CC上的通信信道使用USB PD协议定义的方法启用(ALT mode功能要通过CC线使能打开)。

2.4 VBUS

VBUS提供了在host和device之间以及USB电源充电器和host/device之间输送电源的路径。为host和充电器定义了简化的高电流供应能力，可选地支持超过USB 2.0、USB 3.2和USB4规范的电流级别。支持USB PD协议。

表2-1从带有USB Type-C连接器的设备角度总结了可用的电源选项。并非所有选项都可从所有host或hub端口用于设备——只有前两个列出的选项是基本USB规范规定的，并构成default USB电源级别下USB Type-C电流的基础。

注意事项：

1.尽管USB BC 1.2规范允许电源提供者被设计为支持0.5A到1.5A之间的功率水平，但USB Type-C规范要求支持USB BC1.2的Source端口除了支持USB BC1.2电源提供器端接之外，还至少能够提供1.5A并公布(advertise)USB Type-C Current@1.5A。

USB Type-C插座的电流容量为5A，而标准USB Type-C电缆组件的额定电流为3A。插座的额定值越高，系统在实现USB PD时，就可以通过直接连接的docking解决方案或使用带固定电缆的适当设计的充电器提供更多功率。此外，专为USB PD设计并通过电子标签进行适当标识的USB Type-C电缆组件最多可支持5A。

2.5 VCONN

一旦建立了host和device之间的连接，插座中未通过标准电缆通过CC线连接的CC引脚(CC1或CC2)将重新用于将VCONN提供给插头中的电源电路，以实现电子标签电缆(见第4.9节)、VCONN供电附件和VCONN供电USB设备。最初，Source提供VCONN，并且可以使用USB PD VCONN_Swap来交换VCONN的source。

电子标记电缆可以使用VBUS来代替VCONN，因为VBUS在电缆上可用。VCONN在功能上与VBUS的不同之处在于它与电缆的另一端隔离。VCONN独立于VBUS，与可以使用USB PD支持更高电压的VBUS不同，VCONN电压保持在3.0至5.5V的范围内(vVCONNValid)。

2.6 Hubs

使用USB Type-C插座实现的USB hub需要清楚地识别面向上行的端口。之所以需要此要求，是因为用户无法再根据暴露的插座类型知道hub上的哪个端口是面向上行的，哪些端口是面向下行的，亦即USB Type-B是面向上游端口，USB Type-A是面向下游端口。

3 机械特性

3.1概述

本章定义了USB Type-C®连接器和有线电缆组件。数据路径中包含有源元件的电缆在第6章(有源电缆)中进行了定义。

3.1.1兼容连接器

USB Type-C规范定义了以下标准连接器：

• USB全功能Type-C插座
• USB 2.0 Type-C插座
• USB全功能Type-C插头
• USB 2.0 Type-C插头
• USB Type-C充电(Power-Only)插头

3.1.2符合要求的电缆组件

表3-1总结了USB Type-C标准电缆组件以及主要区别特征。所有USB全功能Type-C电缆应支持USB 3.2和USB4上的同时、独立信号传输(TX和RX对)数据总线。表中列出的电缆长度仅供参考，代表了基于电缆性能要求的实际长度。所有功能齐全和/或额定电流大于3A的电缆均为电子标签电缆。

USB Type-C产品也允许有固定电缆。参见第3.4.3节。

3.1.3兼容USB Type-C to 旧式电缆组件

表3-2总结了USB Type-C旧式电缆组件以及主要区别特征。表中列出的电缆长度是信息性的，代表了基于电缆性能要求的实际长度。本规范不允许性能仅提供到USB 3.1 Gen1的USB 3.2 Type-C旧式电缆组件(也即USB3.0不达标，至少要满足USB3.1)。所有USB Type-C to 旧式电缆组件仅针对USB 2.0和USB 3.2进行定义，因为没有唯一适用于USB4的USB Type-C to 旧式电缆(什么意思没明白？)。

对于包含Rp端接的USB Type-C旧式电缆组件(Rp端接在线缆中，而非Source/Sink中，类似Ra？或者线缆和充电器合在一起称为组件？)，即使电缆组件的额定值为3A，也需要将该端接的值指定为USB Type-C电流的Default设置。这些电缆中的Rp端接表示兼容旧式USB host端口的最大电流，而不是电缆本身的额定电流。电缆额定电流有意设置为更高的水平，因为有许多非标充电器提供的电流超过了USB 2.0和USB 3.1规范规定的Default级别。

注意事项：

1.与旧式适配器电缆的“B”端相关的USB Type-C插头要求在插头组件中包含Rp(56 kΩ±5%)端接---参见第4.5.3.2.2节。

2.与旧式适配器电缆的“A”端相关的USB Type-C插头要求在插头组件中包含Rd(5.1 kΩ±20%)端接---参见第4.5.3.2.1节。

3.关于旧式插头所需的匹配电阻和温升，请参阅第3.7.5.3节。

3.1.4兼容USB Type-C to 旧式适配器组件

表3-3总结了USB Type-C旧式适配器组件以及主要区别特征。表中列出的电缆长度仅供参考(为什么只有0.15m这么短)，代表了基于电缆性能要求的实际长度。所有USB Type-C to 旧式适配器组件仅针对USB 2.0和USB 3.2进行定义，因为没有唯一适用于USB4的USB Type-C to 旧式适配器。

注意事项：

1.与旧式适配器电缆的“B”端相关的USB Type-C插头要求在插头组件中包含Rp(56 kΩ±5%)端接---参见第4.5.3.2.2节。

2.与旧式适配器电缆的“A”端相关的USB Type-C插头要求在插头组件中包含Rd(5.1 kΩ±20%)端接---参见第4.5.3.2.1节。

3.关于旧式插座所需的配合电阻和温升，请参阅第3.7.6.3节。

3.2 USB Type-C连接器对接接口

本节定义了连接器对接接口，包括连接器接口图形、 pin分配和说明。图中所有尺寸均以mm为单位

3.2.1接口定义

图3-1和图3-3分别显示了USB Type-C插座和USB全功能Type-C插头接口的尺寸。

图3-11显示了USB 2.0 Type-C插头接口的尺寸。规定了控制配合互操作性的尺寸。所有REF尺寸仅供参考，并非硬性要求。需要注意的关键功能、配置选项和设计领域：

(机械尺寸相关的内容，与电路关联性不大，暂不介绍)

3.2.2参考设计

本节提供了USB Type-C连接器的一些关键功能的参考设计。

参考设计作为可接受的设计示例提供。

(机械尺寸相关的内容，与电路关联性不大，暂不介绍)

3.2.3 Pin分配和说明

USB Type-C插座接口的24个引脚的使用和分配如表3-4所示。

注意事项：

1.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。插座侧应支持Dp1/Dn1或Dp2/Dn2上的USB 2.0差分对。插头方向决定哪对处于活动状态。在一种实现方式中，Dp1和Dp2可以在尽可能靠近插座的主机/设备上短路，以最小化stub长度；Dn1和Dn2也可以短路。短路走线的最大长度不应超过3.5毫米。

2.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起，并且当插座处于安装状态时，应在USB Type-C插座连接器处连接在一起（例如，所有VBUS针脚在PCB上总线连接在一起）。

3.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起，并且当插座处于安装状态时，应在USB Type-C插座连接器处连接在一起（例如，所有接地返回引脚在PCB上总线连接在一起）。

4.如果使用图3-1(如下图所示)交替剖面图A-A中所示的触点尺寸，则VBUS触点（A4、A9、B4和B9）第二匹配(mate second,信号端子因长度不同，接触的顺序也不同吗？)，信号触点（A2、A3、A5、A6、A7、A8、A10、A11、B2、B3、B5、B6、B7、B8、B10和B11）第三匹配。

表3-5中定义了仅支持带USB Type-C匹配接口的USB 2.0所需信号的使用和分配。

注意事项：

1.未使用的触点位置应与电源、接地或信号电隔离（即未连接）。

2.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中(节省线材)。插座侧应支持Dp1/Dn1或Dp2/Dn2上的USB 2.0差分对。插头方向决定哪一对处于活动状态。在一种实现方式中，Dp1和Dp2可以在尽可能靠近插座的主机/设备上短路，以最小化stub长度；Dn1和Dn2也可以短路。短路走线的最大长度不应超过3.5毫米。

3.除非出于特定目的（例如音频适配器附件模式）需要，否则不得连接触点A8和B8（SBU1和SBU2）。

4.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起，并且当插座处于安装状态时，应在USB Type-C插座连接器处连接在一起（例如，所有VBUS针脚在PCB上总线连接在一起）。

5.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起，并且当插座处于安装状态时，应在USB Type-C插座连接器处连接在一起（例如，所有接地返回引脚在PCB上总线连接在一起）。

6.如果使用图3-1所示的交替剖面A-A中所示的触点尺寸，则VBUS触点（A4、A9、B4和B9）第二匹配，信号触点（A5、A6、A7、A8、B5、B6、B7和B8）第三匹配。

3.3 电缆构造和电线分配

本节讨论USB Type-C电缆，包括电缆结构、导线分配和线规。

3.3.1 电缆结构（资料性）

图3-21展示了一个USB全功能C型电缆横截面示例，TX/RX信号对使用微型同轴线。有四组导线：USB D+/D−（通常为非屏蔽双绞线（UTP））、TX/RX信号对（同轴线、双轴或屏蔽双绞线）、边带信号线以及电源线和地线。在本示例中，显示了可选的VCONN导线，而在图3-22中，显示的示例中删除了VCONN电线——是否包含VCONN与为电子标记电缆选择的实施方法有关（见第4.9节）。

USB D+/D−信号对用于传输USB 2.0低速、全速和高速信号，而TX/RX信号对用于USB 3.2或USB4信号。TX/RX差分对需要屏蔽，以确保信号完整性和EMC性能。

3.3.2 导线分配

表3-6定义了生产所有标准USB Type-C电缆组件所需的全套可能导线。对于某些电缆组件，并非所有这些导线都使用。例如，仅提供USB 2.0功能的USB Type-C电缆将不包括导线6-15。

注：

1.本表基于以下假设：所有SDP均采用同轴线结构，且无drain wire(GND_Drain/地线)。信号接地回路通过同轴线的屏蔽。如果使用屏蔽双绞线或双轴对，则需要drain wire。

3.3.3 线规和电缆直径（资料性）

本规范未规定导线规格。表3-8和表3-9列出了典型的线规，仅供参考。大规格电线的损耗较小，但以电缆直径和灵活性为代价。多条导线可以用于单条导线，例如用于VBUS或接地。建议使用尽可能小的线规，以满足电缆组件的电气和机械要求。

为了最大限度地提高电缆的灵活性，所有电线都应绞合，电缆外径应尽可能减小。典型的USB全功能Type-C电缆外径范围为4mm至6mm，而典型的USB 2.0 Type-C电缆内径范围为2毫米至4毫米。典型的USB Type-C至USB 3.1传统电缆外径范围可为3毫米至5毫米。

3.4 标准USB Type-C电缆组件

本规范定义并允许使用两个标准USB Type-C电缆组件。此外，还允许使用固定电缆（见第3.4.3节）。需要屏蔽（编织）来封闭USB Type-C电缆中的所有电线。屏蔽应端接至插头金属外壳。屏蔽应与插头金属外壳物理连接，尽可能接近360°，以控制EMC。

注：在本规范1.4版之前，本规范中使用的TX和RX信号被命名为SSTX和SSRX。随着USB4的引入，这些信号被重新命名，因此它们通常可以应用于SuperSpeed USB和USB4信号。旨在使TX和RX信号名称与本规范2.0版之前实施的原始SSTX和SSRX名称同义。

3.4.1 USB全功能C型电缆组件

图3-23显示了USB全功能Type-C标准电缆组件。

                        Figure 3-23 USB Full-Featured Type-C Standard Cable Assembly

表3-10定义了USB全功能C型标准电缆组件的接线。

注意事项：

1.本表基于以下假设：所有SDP均采用同轴线结构，且无drain wires。同轴线的屏蔽与接地引脚相连。如果使用屏蔽双绞线，则需要drain wire，并应连接到GND引脚。

2.USB Type-C插头的引脚B5（VCONN）应用于该电缆的电子标签版本。参见第4.9节。

3.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

4.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。电缆两端全功能电缆中的VBUS引脚需要一个10nF旁路电容（最小额定电压为30V）。旁路电容器应尽可能靠近电源焊盘。

5.所有GND引脚应在USB Type-C插头内连接在一起

6.屏蔽和GND应连接在电缆组件两端的USB Type-C插头内。

3.4.2 USB 2.0Type-C电缆组件

USB 2.0 Type-C标准电缆组件具有如图3-23所示的相同形状因子。

表3-11定义了USB 2.0 Type-C标准电缆组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的引脚B5（VCONN）应用于该电缆的电子标签版本。参见第4.9节。

2.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

3.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。USB 2.0 Type-C电缆中的VBUS引脚不需要旁路电容。

4.所有GND引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

5.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

6.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C插头内。

3.4.3 USBType-C固定电缆组件

固定式电缆组件是一种电缆组件，一端用USB Type-C插头端接，另一端有供应商特定的连接方式（硬接线或自定义可拆卸）。硬接线的电缆组件无法从设备上拆卸。

固定式USB Type-C电缆的组件接线与标准电缆组件（见表3-10和表3-11）遵循相同的接线分配，但设备侧的硬接线附件替代了USB C型插头#2端。

固定电缆中的CC线应端接，并根据其所属产品（如主机或设备）的功能进行适当操作。

本规范未定义如何在设备侧进行硬接线连接。

3.5 传统电缆组件

为了实现基于USB Type-C的产品和传统USB产品之间的互操作性，定义了以下标准传统电缆组件。仅允许使用本规范中定义的电缆。

为USB Type-C连接器供电的传统电缆组件（例如，USB Type-C至USB Standard-A插头电缆组件和USB Type-C插头至USB Micro-B插座适配器组件）需要使用默认USB Type-C电流Rp电阻（56 kΩ）。Rp的值用于通知Sink，Souce可以提供多少电流。由于传统电缆组件不了解其连接的Source的功能，因此仅允许公布USB 2.0、USB 3.1和USB BC 1.2规范定义的默认USB Type-C电流。不允许使用其他Rp值，因为这些值可能会导致USB Type-C接收器使传统电源过载。

3.5.1 USB Type-C至USB 3.1标准A电缆组件

图3-24显示了USB Type-C至USB 3.1 Standard-A电缆组件

                      Figure 3-24 USB Type-C to USB 3.1 Standard-A Cable Assembly

表3-12定义了USB Type-C至USB 3.1 Standard-A电缆组件的接线(USB3.1线缆的SSRX为什么连接到TYPE-C的TX?而第3.6节的适配器组件中SSRX连接到TYPE-C的RX)。

 注意事项：

1.本表基于屏蔽双绞线用于所有SDP'的假设，并且存在drain wires。如果使用同轴线结构，则不存在drain wires，并且同轴线的屏蔽连接到接地引脚。

2.USB Type-C插头的引脚A5（CC）应通过电阻Rp（56kΩ±5%）连接到VBUS。Rp的功能描述和值见第4.5.3.2.2节和表4-24。

//Rp在TYPE-C线材内，可用万用表电阻档测量到

//TYPE-C作Source,提供VBUS电源，而传统电缆(标准A或标准B)作为Sink

3.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

4.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。电缆的USB Type-C插头侧的VBUS和接地引脚之间需要一个旁路电容。在包含USB标准A插头的电缆中，旁路电容应为10nF±20%。旁路电容应尽可能靠近电源焊盘。

5.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

6.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C和USB 3.1 Standard-A插头内。

7.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

3.5.2 USB Type-C至USB 2.0标准A电缆组件

图3-25显示了USB Type-C到USB 2.0 Standard-A电缆组件。

            Figure 3-25 USB Type-C to USB 2.0 Standard-A Cable Assembly

表3-13定义了USB Type-C至USB 2.0 Standard-A电缆组件的接线。

 注意事项：

1.USB Type-C插头的引脚A5（CC）应通过电阻Rp（56kΩ±5%）连接到VBUS。Rp的功能描述和值见第4.5.3.2.2节和表4-24。

2.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

3.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。此电缆中的VBUS引脚不需要旁路电容。

   //USB3.1 VBUS需要旁路电容，USB2.0不需要

4.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

5.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C和USB 2.0 Standard-A插头内。

6.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

3.5.3 USB Type-C至USB 3.1标准B电缆组件

图3-26显示了USB Type-C到USB 3.1 Standard-B电缆组件。

                   Figure 3-26 USB Type-C to USB 3.1 Standard-B Cable Assembly

表3-14定义了USB Type-C至USB 3.1 Standard-B电缆组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的A5引脚（CC）应通过电阻Rd（5.1 kΩ±20%）连接到GND。Rd的功能描述和值见第4.5.3.2.1节和表4-25。

2.本表基于屏蔽双绞线用于所有SDP'的假设，并且有drain wires。如果使用同轴线结构，则不存在drain wires，并且同轴线的屏蔽连接到接地引脚。

3.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

4.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。电缆的USB Type-C插头侧的VBUS和接地引脚之间需要一个旁路电容。在包含USB标准B插头的电缆中，旁路电容器应为10nF±20%。旁路电容应尽可能靠近电源焊盘。

5.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

6.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C和USB 3.1 Standard-B插头内。

7.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

3.5.4 USB Type-C至USB 2.0标准B电缆组件

图3-27显示了USB Type-C到USB 2.0 Standard-B电缆组件。

表3-15定义了USB Type-C至USB 2.0 Standard-B电缆组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的A5引脚（CC）应通过电阻Rd（5.1 kΩ±20%）连接到GND。Rd的功能描述和值见第4.5.3.2.1节和表4-25。

//TYPE-A端做host/Sink，所以TYPE-C端CC上拉Rp到VBUS,TYPE-C端作Source?

//TYPE-B做device/Source,所以TYPE-C端CC下拉Rd到GND,TYPE-C端做Sink?

2.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

3.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。此电缆中的VBUS引脚不需要旁路电容。

4.所有接地回路引脚应在USB C型插头内连接在一起。

5.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C和USB 2.0 Standard-B插头内。

6.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

3.5.5 USB Type-C至USB 2.0 Mini-B电缆组件

图3-28显示了USB Type-C到USB 2.0 Mini-B电缆组件。

表3-16定义了USB Type-C至USB 2.0 Mini-B电缆组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的A5引脚应通过电阻Rd（5.1 kΩ±20%）连接到GND。Rd的功能描述及取值见4.5.3.2.1和表4-25。

2.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

3.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。此电缆中的VBUS引脚不需要旁路电容。

4.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

5.USB 2.0 Mini-B插头的引脚4（ID）应按照适用电缆类型规范的规定进行端接。

6.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C和USB 2.0 Mini-B插头内。

7.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）

3.5.6 USB Type-C至USB 3.1 Micro-B电缆组件

图3-29显示了USB Type-C到USB 3.1 Micro-B电缆组件。

表3-17定义了USB Type-C至USB 3.1 Micro-B电缆组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的A5引脚（CC）应通过电阻Rd（5.1 kΩ±20%）连接到GND。Rd的功能描述和值见第4.5.3.2.1节和表4-25。

2.本表基于屏蔽双绞线用于所有SDP'的假设，并且存在drain wires。如果使用同轴线结构，则不存在drain wires，并且同轴线的屏蔽连接到接地引脚。

3.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

4.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。电缆的USB Type-C插头侧的VBUS和接地引脚之间需要一个旁路电容。在包含USB Micro-B插头的电缆中，旁路电容应为10nF±20%。旁路电容应尽可能靠近电源焊盘。

5.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

6.USB 3.1 Micro-B插头的引脚4（ID）应按照电缆类型的适用规范进行端接。

7.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C和USB 3.1 Micro-B插头内。

8.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

3.5.7 USB Type-C至USB 2.0 Micro-B电缆组件

图3-30显示了USB Type-C到USB 2.0 Micro-B电缆组件。

表3-18定义了USB Type-C至USB 2.0 Micro-B电缆组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的A5引脚（CC）应通过电阻Rd（5.1 kΩ±20%）连接到GND。Rd的功能描述和值见第4.5.3.2.1节和表4-25。

2.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

3.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。此电缆中的VBUS引脚不需要旁路电容器。

4.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

5.USB 2.0 Micro-B插头的引脚4（ID）应按照电缆类型的适用规范进行端接。

6.屏蔽和GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C和USB 2.0 Micro-B插头内。

7.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

3.6 传统(Legacy)适配器组件

为了实现基于USB Type-C的产品和传统USB产品之间的互操作性，定义了以下标准传统适配器组件。只允许使用本规范中定义的适配器程序集。

3.6.1 USB Type-C to USB 3.1 Standard-A插座适配器组件

图3-31显示了USB Type-C到USB 3.1 StandardA插座适配器组件。该电缆组件被定义为直接连接到USB设备（例如，拇指驱动器）。无法保证将此适配器组合件与另一个USB电缆组合件一起使用的系统功能。

                Figure 3-31 USB Type-C to USB 3.1 Standard-A Receptacle Adapter Assembly

表3-19定义了USB Type-C至USB 3.1 Standard-A插座适配器组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的引脚A5（CC）应通过电阻Rd(5.1 kΩ±20%)连接到GND。Rd的功能描述及取值见4.5.3.2.1和表4-25。

2.本表基于屏蔽双绞线用于所有SDP'的假设，并且存在drain wires。如果使用同轴线结构，则不存在drain wires，并且同轴线的屏蔽连接到接地引脚。

3.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

4.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。电缆的USB Type-C插头端的VBUS引脚需要10nF旁路电容，旁路电容器应尽可能靠近电源焊盘。标准A插座中的VBUS引脚不需要旁路电容。

5.所有接地回路引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。

6.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开（未连接）。

3.6.2 USB Type-C至USB 2.0 Micro-B插座适配器组件

图3-32显示了USB Type-C到USB 2.0 Micro-B插座适配器组件。

                 Figure 3-32 USB Type-C to USB 2.0 Micro-B Receptacle Adapter Assembly

表3-20定义了USB Type-C至USB 2.0 Micro-B插座适配器组件的接线。

注意事项：

1.USB Type-C插头的引脚A5(CC)应通过电阻Rp(56 kΩ±5%)连接到VBUS。Rp的功能描述和值见第4.5.3.2.2节和表4-24。//TYPEC CC为什么要上拉Rp到VBUS，不是适配器端作Source吗？

2.触点B6和B7不应出现在USB Type-C插头中。

3.所有VBUS引脚应在USB Type-C插头内连接在一起。该电缆Micro-B插座端的VBUS引脚不需要旁路电容。

4.所有接地回路引脚应在USB C型插头内连接在一起。

5.本表中未列出的所有USB Type-C插头引脚应打开(未连接)。

3.7 电气特性

本节定义了USB Type-C原始(raw)电缆、连接器和电缆组件的电气要求，包括信号完整性、屏蔽有效性和直流要求。

第4章定义了有关功能信号定义、主机/设备发现和配置以及电源传递的附加要求。

除非另有规定，否则所有测量都是在15°至35°C的温度、25%至85%的相对湿度和86至106 kPa的大气压下进行的，所有S参数都用85Ω差分阻抗进行归一化。//为什么和90ohm特性阻抗不一致？

3.7.1 Raw Cable（资料性）

提供了信息性的Raw Cable电气性能目标，以帮助电缆组件制造商管理Raw Cable的采购。这些目标不属于USB Type-C合规性要求的一部分。规范要求电缆组件满足第3.7.2节和第3.7.5.3节规定的性能特征。

屏蔽差分对的差分特性阻抗建议为90Ω±5Ω。同轴线的单端特性阻抗建议为45Ω±3Ω。应使用200ps（10%-90%）的上升时间来评估阻抗；对于Raw Cable来说，不需要更快的上升时间，因为这会使电缆测试夹具的不连续性更加突出。

3.7.1.1 对内偏斜（信息性）

差分对的对内偏斜(intra-pair skew)建议小于10ps/m。它应该在差分模式下使用时域传输（TDT）进行测量，使用200ps（10%-90%）的上升时间，交叉点为输入电压的50%。

3.7.1.2 差分插入损耗（资料性）

电缆损耗取决于线规、镀层和介电材料。表3-21和表3-22显示了差动插入损耗的示例。

3.7.2 USB Type-C至Type-C无源电缆组件（规范性附录）

USB Type-C到Type-C电缆组件应使用测试夹具进行测试，测试夹具中应制造插座舌片。如图3-33所示。测试夹具中没有USB Type-C插座。主机和设备应考虑到插座引入的额外信号降级。

这些要求适用于与夹具PCB舌片配合的电缆组件的整个信号路径，不包括引入PCB走线。如图3-33所示，测量在TP1（测试点1）和TP2（测试点2）之间。有关标准化测试夹具的详细说明，请参阅USB-IF网站上电缆和连接器页面上的文档。

电缆组件要求分为信息性要求和规范性要求。提供的信息要求是电缆组件制造商的设计目标。规范性要求是电缆组件合规性的合格/不合格标准。

3.7.2.1推荐的TX/RX无源电缆组件特性（USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

本节中定义的推荐电气特性是提供信息的设计指南。不符合这些推荐电气特性的电缆组件仍可通过USB认证测试。同样，满足这些推荐电气特性的电缆组件可能通过USB认证测试，也可能不通过。

3.7.2.1.1差分插入损耗（资料性-USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

图3-34显示了USB 3.2 Gen2或USB4 Gen2 Type-C电缆组件的差分插入损耗限值，该限值由以下顶点定义：

(100 MHz, −2 dB),(2.5 GHz, −4 dB), (5.0 GHz, −6 dB), (10 GHz, −11 dB) and (15 GHz, −20 dB) 

3.7.2.1.2 差分回波损耗（资料性-USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

图3-35显示了差分回波损耗极限，该极限由以下方程定义：

3.7.2.1.3 TX/RX对之间的差分近端和远端串扰（信息性——USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

指定了近端串扰（DDNEXT）和远端串扰（DDFEXT），如图3-36所示。DDNEXT/DDFEXT限制由以下顶点定义：

(100 MHz, −40 dB), (5 GHz, −40 dB), (10 GHz, −35 dB), and (15 GHz, −32 dB)

3.7.2.1.4 USB D+/D−和TX/RX对之间的差分串扰（参考性-USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

USB D+/D−对和TX/RX对之间的差分近端和远端串扰应控制在不超过图3-37所示的限制范围内。USB D+/D−对和TX/RX对应同时考虑攻击者和受害者。

还应考虑类似测试的D+/D−对最大频率为1.2 GHz（见表3-31），但在这种情况下，D+/D–对上的串扰扩展到7.5 GHz。限制由以下几点定义：

(100 MHz, −35 dB), (5 GHz, −35 dB), and (7.5 GHz, −30 dB)

3.7.2.2推荐的TX/RX无源电缆组件特性（USB4 Gen3）

3.7.2.2.1差分插入损耗（参考性——USB4 Gen3）

图3-38显示了USB4 Gen3 Type-C电缆组件的推荐差分插入损耗限值，该限值由以下顶点定义：

(100 MHz, −1 dB), (2.5 GHz,−4.2 dB), (5.0 GHz, −6 dB), (10 GHz, −7.5 dB), (12 GHz, −9.3 dB), and (15 GHz, −11 dB).

3.7.2.2.2 差分回波损耗（资料性——USB4 Gen3）

信息性差分回波损耗掩码和第3.7.2.1.2节相同。

3.7.2.2.3 TX/RX对之间的差分近端和远端串扰（信息性——USB4 Gen3）

第3.7.2.1.3节定义了建议的近端串扰（DDNEXT）和远端串扰（DDFEXT）。为了最大限度地减少串扰，优化电缆插头内的插卡和导线终端设计非常重要。

3.7.2.2.4 USB D+/D−和TX/RX对之间的差分串扰（参考性-USB4 Gen3）

USB D+/D−对和TX/RX对之间的信息性近端和远端串扰与第3.7.2.1.4节中的相同。

3.7.2.3 规范性TX/RX无源电缆组件要求（USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

集成参数用于电缆组件合规性（插入损耗和差分到共模转换除外），以避免在少数频率下可能无法满足传统S参数规范的功能电缆组件的潜在拒绝。

3.7.2.3.1奈奎斯特频率下的插入损耗拟合（规范性——USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

奈奎斯特频率下的插入损耗拟合测量电缆组件的衰减。

为了获得奈奎斯特频率下的插入损耗拟合，用平滑函数拟合测量的电缆组件差分插入损耗。应使用标准拟合算法和工具来提取奈奎斯特频率下的插入损耗拟合。拟合方程由以下方程定义：

其中f是频率，a、b、c和d是拟合系数。

图3-39显示了一个具有平滑功能的测量电缆组件插入损耗的示例；在SuperSpeed USB Gen2（5.0GHz）的奈奎斯特频率下的插入损耗拟合为−5.8dB。

             Figure 3-39 Illustration of Insertion Loss Fit at Nyquist Frequency

奈奎斯特频率下的插入损耗拟合（ILfitatNq）应满足以下要求：

• 2.5 GHz时≥−4 dB，
• 5 GHz时≥−6 dB，以及
• 10 GHz时≥−11 dB。

2.5 GHz、5.0 GHz和10 GHz分别是SuperSpeed USB Gen1、SuperSpeed USB Gen 2和USB4 Gen3数据速率的奈奎斯特频率。

本规范允许使用SuperSpeed USB Gen1-only Type-C至Type-C电缆组件，并且应符合以下奈奎斯特频率下的插入损耗配合要求：

• 2.5 GHz时≥−7.0 dB，以及
• 5 GHz时>−12 dB。

奈奎斯特频率下的这种插入配合使SuperSpeed USB Gen1-only Type-C到Type-C电缆组件的总长度约为2米。

3.7.2.3.2集成多反射（规范性文件——USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

插入损耗偏差ILD定义为:

它测量由电缆组件（与夹具配合）内部的多次反射引起的插入损耗的波纹。ILD（f）的积分称为积分多反射（IMR）：

其中fmax=12.5 GHz，Vin（f）为输入梯形脉冲频谱，如图3-40所示:

                                             Figure 3-40 Input Pulse Spectrum

IMR依赖ILfitatNq。当ILfitatNq降低时，可以容忍更多的IMR。

IMR限值被指定为ILfitatNq的函数：

𝐼𝑀𝑅 ≤ 0.126∙𝐼𝐿𝑓𝑖𝑡𝑎𝑡𝑁𝑞^2+3.024∙𝐼𝐿𝑓𝑖𝑡𝑎𝑡𝑁𝑞 − 23.392。

如图3-41所示。

3.7.2.3.3 TX/RX对之间的集成串扰（规范性文件——USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

所有TX/RX对之间的积分串扰通过以下等式计算：

其中NEXT（f）、FEXT（f）和C2D（f）分别是测量的TX/RX对之间的近端和远端串扰，以及共模到差分转换。系数0.1252解释了共模振幅是差分振幅的12.5%的假设。NEXTd（f）和FEXTd（f）分别是从D+/D−对到TX/RX对的近端和远端串扰。Vdd（f）是使用图3-40中的方程评估的输入脉冲频谱，其中Tb=2.08 ns。

应为所有差分对之间的每个NEXT和FEXT进行积分。INEXT和IFEXT的最大值应满足以下要求：

• INEXT≤−40 dB至12.5GHz，适用于TX1至RX1、TX2至RX2、TX1至RX2、TX2到RX1、TX1至TX2和RX1至RX2，
• IFEXT≤−40 dB至12.5GHz，适用于TX1至RX1、TX2至RX2、TX1至RX2、TX2到RX1、TX1至TX2和RX1至RX2。

端口到端口串扰（TX1到RX2、TX2到RX1、TX1到TX2和RX1到RX2）被指定为支持所有四个SuperSpeed对同时发送或接收信号的用途，例如在SuperSpeed USB双通道操作中。

3.7.2.3.4 TX/RX对与USB 2.0 D+/D−之间的集成串扰（规范性附录——USB3.2 Gen2和USB4 Gen2）

应控制从TX/RX对到USB 2.0 D+/D−的串扰，以确保USB 2.0链路的稳健性。由于USB Type-C到Type-C全功能电缆组件可以支持使用USB 3.2、USB4或备用模式（例如DisplayPort™), 从四个高速差分对到D+/D−的串扰可能来自近端串扰、远端串扰或两者的组合。D+/D−的集成串扰通过以下公式计算：

其中：

NEXT=从TX对到D+/D−的近端串扰

FEXT=从RX对到D+/D−的远端串扰

fmax=1.2 GHz

 其中：

NEXT1=从TX对到D+/D−的近端串扰

NEXT2=从RX（在TX模式下工作的RX）对到D+/D−的近端串扰

fmax=1.2 GHz

应对位于A2、A3、B10和B11的两个差分对D+/D−上的NEXT+FEXT和2NEXT进行积分（见图2-2），并对位于B2、B3、A10和A11的两个差分对D+/D-上的NEXD+FEXT与2NEXT（见图2-2。测量分为两组，以最大限度地减少每次测量所需的端口数量。D+/D−上的集成差分串扰应满足以下要求：

• IDDXT_1NEXT + FEXT ≤ −34.5 dB,
• IDDXT_2NEXT ≤ −33 dB.

3.7.2.3.5 集成回波损耗（规范性附录——USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

集成回波损耗（IRL）管理电缆组件与系统其他部分（主机和设备）之间的反射。其定义为：

其中SDD21（f）是测量的电缆组件差分插入损耗，SDD11（f）和SDD22（f）分别是差分对的左侧和右侧的测量的电缆组合件回波损耗。

IRL对ILfitatNq也有很强的依赖性，其极限被指定为ILfitatNq的函数：

𝐼𝑅𝐿 ≤ 0.046∙𝐼𝐿𝑓𝑖𝑡𝑎𝑡𝑁𝑞^2+1.812∙𝐼𝐿𝑓𝑖𝑡𝑎𝑡𝑁𝑞 − 10.784。

如图3-42所示。

                            Figure 3-42 IRL Limit as Function of ILfitatNq

3.7.2.3.6 差模到共模转换（规范性附录——USB 3.2 Gen2和USB4 Gen2）

差分到共模转换被指定为控制共模噪声从电缆组件注入主机或设备。图3-43说明了差模到共模转换（SCD12/SCD21）的要求。如果其SCD12/SCD21在100 MHz至10 GHz范围内小于或等于−20 dB，则配对电缆组件通过。

3.7.2.4 规范性TX/RX无源电缆组件要求（USB4 Gen3）

USB4 Gen3的集成S参数要求遵循第3.7.2.3节中定义的相同方法。对参数进行了调整，以适应USB4 Gen3数据速率。除非另有规定，否则应使用以下参数进行计算

插入损耗配合和集成参数：

• 单位间隔Tb设置为50 ps，反映USB4 Gen3数据速率。
• Tr，即上升时间，保持在0.4*Tb。
• fmax，执行积分或拟合的最大频率增加到20 GHz。
• 将f平方项添加到插入损耗拟合方程中，以提高拟合质量：

USB4 Gen3为电缆组件引入了系统级COM（通道操作裕度）规范。详细信息见第3.7.2.4.7节。

3.7.2.4.1奈奎斯特频率下的插入损耗拟合（规范性附录——USB4 Gen3）

奈奎斯特频率下的插入损耗拟合（ILfitatNq）应满足以下要求：

• 100 MHz时≥−1 dB，
• 2.5 GHz时≥−4.2 dB，
• 5 GHz时≥−6 dB，
• 10 GHz时≥-7.5 dB，
• 12.5 GHz时≥−9.3 dB，以及
• 在15 GHz时≥−11 dB。

3.7.2.4.2集成多反射（信息性-USB4 Gen3）

IMR限值如图3-44所示。

3.7.2.4.3 TX/RX对之间的集成串扰（规范性文件——USB4 Gen3）

建议TX1至RX1和TX2至RX2端口内的集成串扰满足以下信息要求：

• INEXT≤−43 dB和
• IFEXT≤−43 dB。

TX1到RX2、TX2到RX1、TX1到TX2和RX1到RX1的集成端口到端口串扰的推荐信息要求定义为：

• INEXT_p2p≤−50 dB和
• IFEXT_p2p≤−50 dB。

总串扰是为DP替代模式和USB4操作定义的。在DP交替模式中，所有串扰都是FEXT，而在USB4操作中，同时存在FEXT和NEXT。

总串扰定义在以下等式中：

其中受害者i=1至8和侵略者j如图3-45所示。

Figure 3-45 Definition of Port, Victim, and Aggressor

应控制DP备用模式和USB4操作的总串扰。其标准限值如图3-46所示。

Figure 3-46 IXT_DP and IXT_USB Limit as Function of ILfit at 10 GHz (USB4 Gen3)

3.7.2.4.4 从TX/RX对到USB 2.0 D+/D−的集成串扰（规范性附录-USB4 Gen3）

从TX/RX对到USB 2.0 D+/D−的集成串扰要求见第3.7.2.3.4节。

3.7.2.4.5 综合回波损耗（规范性附录——USB4 Gen3）

IRL限值如图3-47所示。

3.7.2.4.6 差模到共模转换（规范性附录——USB4 Gen3）

图3-48说明了差模到共模转换（SCD12/SCD21）的要求。如果其SCD12/SCD21在100 MHz至10 GHz范围内小于或等于−17 dB，则配对电缆组件通过。请注意，−17 dB是最坏情况下的极限；任何USB4 Gen3 Type-C电缆都不允许超过它。

3.7.2.4.7 COM要求（规范性文件——USB4 Gen3）

通道工作裕度（COM/Channel Operating Margin）是衡量通道电气质量的一个优值。COM的技术细节可在IEEE Std 802.3bj™-2014 Clause 93a中找到.

COM条本质上是信道信噪比：

3.7.3

3.7.4

3.7.5

3.7.6

3.7.7

3.7.8

3.8 TBD

3.9 TBD

3.10 TBD

4 功能

本章介绍了通过USB Type-C®电缆和连接器发出信号的功能要求。这包括功能信号定义、发现和配置过程以及电源传递。

4.1 信号汇总

表4-1总结了USB Type-C连接器上使用的信号列表。

USB 3.2 SuperSpeed USB和USB4串行数据接口每个通道都定义了1个差分传输对和1个差速接收对。在USB Type-C插座上，定义了两组信号引脚，以支持双lane操作并启用插头翻转功能。

4.2 信号引脚说明

4.2.1 Superspeed USB引脚

TXp1、TXn1

TXp2、TXn2

需要这些引脚来实现USB 3.2 SuperSpeed或USB4 TX/RX接口的系统发送路径。端口中的发送器差分对路由到路径另一端的端口中的接收器差分对。根据建立的连接，USB 3.2规范或USB4规范定义了该接口的所有电气特性、枚举、协议和管理功能。

定义了两对引脚以实现双lane操作——有关进一步的定义，请参见第4.5.1.1节。

RXp1、RXn1

RXp2、RXn2

这些引脚是实现USB3.2 SuperSpeed或USB4 TX/RX接口的系统接收路径所必需的。端口中的接收器差分对被路由到路径另一端的端口中的发送器差分对。根据建立的连接，USB 3.2规范或USB4规范定义了该接口的所有电气特性、枚举、协议和管理功能。

定义了两对引脚以实现双lane操作——有关进一步的定义，请参见第4.5.1.1节。

4.2.2 USB 2.0引脚

Dp1、Dn1

（Dp2，Dn2）

这些引脚是实现USB 2.0功能所必需的。支持所有三种模式（LS、FS和HS）下的USB 2.0。USB 2.0规范定义了该接口的所有电气特性、枚举、总线协议和总线管理功能。

定义了两对引脚以启用插头翻转功能——有关进一步的定义，请参见第4.5.1.1节。

4.2.3 辅助信号引脚

这些引脚被分配给边带使用。对于USB4，这些信号用于SBTX和SBRX。有关功能要求，请参阅第4.3节。

4.2.4 电源和接地引脚

VBUS：这些引脚用于USB规范定义的USB电缆总线电源。VBUS仅在CC信道上存在Source到Sink连接时才存在——请参阅第4.5.1.2.1节。VBUS的功能要求参见第4.4.2节。

VCONN ：VCONN应用于未使用的CC引脚，为本地插头供电。关于VCONN请参阅第4.4.3节。

GND：返回电流路径的功能要求。

4.2.5 配置引脚

CC1、CC2、CC这些引脚用于检测USB Type-C电缆和连接器之间的连接并配置接口。有关功能定义，请参阅第4.5节。一旦建立连接，CC1或CC2将被重新分配，用于通过插头的VCONN引脚提供电源——参见第4.5.1.2.1节。

4.3 边带使用（SBU）

边带使用引脚（SBU1和SBU2）仅限于本规范定义的用途和USB4规范中定义的附加功能。请参阅附录E和附录A，了解SBU引脚在备用模式和音频适配附件模式下的使用。

端口上的SBU引脚应开路或具有不强于zSBUTermination(>950kohm)的弱下拉接地。

这些引脚作为单独的单端导线（SBU_A和SBU_B）预先连接在标准USB全功能Type-C电缆中。注意，SBU1和SBU2在电缆中交叉连接。

当在USB4中操作时，这些引脚用作USB4边带通道，SBU1映射到SBTX，SBU2映射到SBRX。SBTX和SBRX功能要求如USB4规范中所定义。当端口确定本地插入的插头翻转时（即CC1打开，CC2端接），USB4规范（参考边带信道通道反转）规定端口翻转SBTX和SBRX到SBU1和SBU2的映射，以确保适当的边带发送-接收端到端操作。

4.4 Power and Ground (TBD)

 

4.5 配置通道(CC)

4.5.1 体系架构概述

对于USB Type-C解决方案，连接器上的两个引脚CC1和CC2用于建立和管理Source到Sink连接。当device通过hub连接时，hub上的Sink(UFP)与Source(host端口)之间的连接以及Sink(device端口)与Source(hub上的DFP)之间的连接被视为单独的连接。

在功能上，CC通道用于以下目的:

• 检测USB端口的连接，例如Source到Sink
• 解决电缆方向和扭曲连接问题，以建立USB数据总线路由
• 在两个连接的端口之间建立数据角色(数据角色DFP和UFP，也即host/device是怎么建立的?)
• 发现并配置VBUS:USB Type-C电流源模式或USB PD协议
• 配置VCONN
• 发现并配置可选的备用和附件模式

4.5.1.1 USB数据总线接口和USB Type-C插头翻转功能

由于USB Type-C插头可以插入右侧向上或倒置的位置，因此支持USB数据总线功能的主机和设备必须在实际端到端连接的信号引脚上运行。在USB 2.0的情况下，这是通过将主机和设备插座中的两个D+信号引脚和两个D−信号引脚短路在一起来完成的。

在单lane实现中的USB 3.2 SuperSpeed USB或USB4 TX/RX信号的情况下，它需要主机和设备中开关的等效功能，以通过电缆将TX和RX信号对适当地路由到连接的路径。而对于USB 3.2 SuperSpeed USB或USB4双lane实现，主机和/或设备解决通道排序问题。

图4-3说明了连接到仅能进行SuperSpeed USB单lane操作的基于USB Type-C设备到基于USB Type C主机的逻辑数据总线模型。当从主机视角查看时，位于主机和设备之间的USB电缆可能处于四种可能的连接状态之一：

• 未翻转直连–位置①<=>位置①
• 未翻转扭转–位置①<=>位置②
• 翻转直连–位置②<=>位置②
• 翻转扭转–位置②<=>位置①

TBD

4.5.1.4 USB Type-C端口电源角色和角色交换机制

产品(USB主机、USB设备、USB充电器等)上的USB Type-C端口通常可以表征为实现七种电源角色行为模型之一：

• Source-only
• Source(默认)-强烈倾向于成为Source，但随后能够使用USB PD交换机制成为Sink。
• Sink-only
• Sink(默认)–强烈倾向于成为Sink，但随后能够使用USB PD交换机制成为源。
• DRP：toggleing(Source/Sink)
• DRP：Source Device(Source不是作为host/DFP角色吗，为什么是Device?)
• DRP：Sinking Host

为USB Type-C端口实现定义了两组独立的交换机制，一组基于初始状态机连接过程中的角色交换，另一组基于基于USB PD的交换机制的后续使用。

4.5.1.4.1 基于USB Type-C状态机的角色交换

在最初的USB Type-C状态机连接过程中，被连接的产品最终会扮演以下两个角色之一，这两个角色与其端口的端接有关：

• Rp→ VBUS和VCONN Source，并充当下行端口(DFP)(USB host)
• Rd→ VBUS Sink，用作上行端口(DFP)(USB device)

基于USB Type-C DRP的产品可能包含Try.SRC和Try.SNK交换机制中的一个或两个，以影响最终的角色。Try.SRC允许具有基于首选项策略的DRP在连接到另一个DRP时作为Source，以实现从目标Sink角色到Source角色的转换。或者，Try.SNK允许具有基于首选项策略的DRP在连接到另一个DRP时作为Sink，以实现从目标Source角色到Sink角色的转换。根据USB Type-C状态机操作(见第4.5.2节)的定义，该过程涉及连接时序和其他因素。需要注意的是，Try.SRC和Try.SNK这些机制只能作为初始连接过程的一部分使用一次。

Try.SRC和Try.SNK旨在确保在最初连接两个DRP时，特别是在配对端口不支持USB PD的情况下，具有更可预测的电源角色。例如，小型移动设备可能希望实现Try.SNK，因此在连接到DRP笔记本电脑时，移动设备始终初始化为电源Sink。同样，笔记本电脑或充电宝可能希望实现Try.SRC，以确保其始终为连接的DRP供电。自供电设备，如AMA或其主要功能是数据UFP的device，也可以考虑实现Try.SNK，以确保它们能够正确地暴露其功能。如果双方都支持USB PD，则可以根据USB PD规范进一步细化或交换适当的角色。

4.5.1.4.2 基于USB PD的电源角色、数据角色和VCONN交换

在完成初始USB Type-C状态机连接过程后，产品可以使用基于USB PD的交换机制来命令更改电源角色、数据角色以及电缆的哪一端将提供VCONN。这些机制是：

• USB PD PR_Swap：交换Source(Rp)和Sink(Rd)
• USB PD DR_Swap：交换DFP(host数据)和UFP(device数据)角色 (下表不同时改变Rp/Rd吗?)
• USB PD VCONN_Swap：交换哪个端口提供VCONN

表4-12总结了端口对三个USB PD交换命令的响应行为。

 4.5.1.4.3 Power角色行为模型总结

表4-13概述了七种基本power角色的定义特征。

Table 4-13 Power Role Behavioral Model Summary

TBD

附录E Alternate Modes

使用USB Type-C®插座的所有主机和设备（充电器和清晰标记的充电端口除外）应露出USB接口（最低为USB 2.0）。如果主机或设备可选地支持备用模式：

• 主机和设备应使用USB PD结构化供应商定义消息（结构化VDM）来发现、配置和进入/退出模式，以启用备用模式。
• 强烈鼓励设备提供等效的USB功能，以获得最佳用户体验。
• 在没有实现等效USB功能的情况下，设备应提供一个USB接口，暴露用于提供识别设备所需信息的USB Billboard Device Class。对于非面向用户的模式（例如，诊断模式），设备不需要提供暴露USB Billboard Device Class的USB接口。

由于备用模式不穿过USB Hub拓扑，因此只能在直接连接到设备的主机之间使用。

有一些备用模式设备看起来像USB hub——这些设备的面向下行端口是支持备用模式的USB Type-C插座。这些设备被称为备用模式扩展器：

• 备用模式端口扩展器的面向下行的USB Type-C插座应露出USB 2.0接口。

具有使SuperSpeed USB通过其面向上行的端口的能力的备用模式端口扩展器应将SuperSpeed USB暴露在其面向下行的USB Type-C插座上。

E.1 备用模式架构

USB PD结构化VDM的定义是为了扩展设备暴露的功能。只有结构化VDM才能用于更改USB功能或重新配置USB Type-C连接器暴露的引脚。结构化VDM提供了一种标准方法来识别设备支持的模式，并命令设备进入和退出模式。

结构化VDM的使用是对用于管理电源的普通USB PD消息的补充。结构化的VDM可以穿插在正常的USB PD消息流中，但它们不应插入正在进行的PD电源协商的中间。

结构化VDM由一个请求和一个响应组成。响应是成功完成请求（ACK）、指示设备在为请求提供服务之前需要时间（BUSY）或拒绝请求（NAK）。当返回NAK或BUSY时，主机和设备不会进入模式。

多种模式可能同时存在和/或同时起作用。例如，结构化VDM可以用于管理有源电缆，同时另一个结构化VDM用于管理设备，使得电缆和设备都在兼容模式下操作。