USB Type C，终将一统江湖「usb type c 全功能」

智能手机有线连接器之战已经结束，USB-C成为前进的方向。这个多功能端口几乎可以做任何事情——它可以为设备充电、传输数据、处理音频和视频输出，甚至可以让您插入配件。

多年来，欧盟一直在努力说服电子制造商制定一个通用标准，以避免专有连接器造成的混乱（和浪费）。早期，micro USB是首选连接器，但随着USB Type C（简称USB-C）的出现，行业转向了新标准。

基于某些将在2024年底生效的欧盟法规，USB-C基本上对所有便携式电子产品都是强制性的（智能手表等最小的设备除外）。

大多数智能手机制造商都欣然采用了USB-C，就像他们之前采用 micro USB一样。最大的反对者是Apple，它仍在其iPhone、AirPods和EarPods上使用Lightning，其他一切都已转移到USB-C，包括新Apple TV的遥控器。

Apple的产品线很好地说明了USB-C为何如此出色。Lighting本质上是一个USB 2.0端口。这意味着在iPhone和计算机之间同步文件或将RAW照片从存储卡移动到iPad时数据传输速度较慢。

有一个基于Lightning的读卡器以USB 3.0的速度运行，所以更快的传输是可能的，但显然这是一项很难实现的壮举，只有iPad Pro 支持它。即便如此，Apple也从未发布过可以超过1080 p的视频适配器。

Lightning在它可以携带的能量方面也受到限制。iPhone充电器的最高功率为30W，而苹果新款MacBook的USB-C充电器可输出140 W。这并不是USB-C可以承载的最大值。

数据

USB最初是作为数据端口使用的。USB 1.0和1.1非常慢，现在几乎不记得了，USB 2.0仍然非常活跃。USB-C共有24个引脚，每侧12个。正中间是一对D+/D-，这是典型USB 2.0数据线的数据连接，对于USB-C是必需的。这确保所有电缆至少具有一些连接性。

USB 3添加了额外的数据传输对电缆——USB-C插头中有四对额外的电缆。虽然USB 2限制为480 MBps，但USB-C电缆的额外布线可实现10、20、40甚至80 GBps的传输速度。

快速说明：USB-C连接器当然被USB使用，但也被Thunderbolt使用。这种区别将消失，因为USB 4基于Thunderbolt 3，而新的USB 4版本2基于Thunderbolt 4。

另一个有趣的应用是传输PCI-Express信号——这基本上是计算机主板上PCIe插槽的有线版本。这使得外部GPU可以使用一根电缆连接到笔记本电脑。

视频

USB-C的另一个流行用途是视频输出。DisplayPort可能是最常见的用途，USB-C已基本取代了旧的大型DP端口。更重要的是，它不是数据或视频，而是数据、视频和电源。

这允许单个设备连接到一个集线器，该集线器添加了一个标准的HDMI端口、多个USB Type A和Type C端口，可能还有读卡器、音频和麦克风插孔等。此类集线器内置于某些显示器中，允许您启动只需插入一根电缆即可获得完整的桌面体验。

当然，这对于笔记本电脑来说非常方便，但有几家智能手机制造商提供桌面模式——三星的DeX、摩托罗拉的Ready For，华为也有。甚至Apple也有一款适用于iPad Pro的Stage Manager（当然，它使用USB-C）。

除了DisplayPort、MHL和HDMI适配器之外还有其他选项。其中一些是从一种标准转换为另一种标准的有源适配器，但也有简单的无源适配器。

音频

USB可以为插入耳机的外部DAC供电。然而，与视频输出一样，也有一个被动选项——音频适配器附件模式。

USB-C有很多引脚可供使用，其中一些可以重新映射到典型TRRS插孔所需的电缆，因此一个简单的无源适配器可以连接耳机和麦克风。请注意，这纯粹是模拟模式，数字电路已断开以避免噪声。

电源

基本USB标准具有相当低的功率限制（USB 2.0为500 mAh），尽管大多数制造商并未严格遵守标准，因此10 W适配器非常普遍。

当然，制造商希望他们的产品脱颖而出，快速充电是实现这一目标的一种方式，尤其是现在智能手机电池的容量为3-6,000 mAh。这导致了许多专有解决方案，如高通的快速充电和Oppo的VOOC。

然而，标准方法是USB Power Delivery（简称USB-PD）。初始版本规定了几个可以支持的电压和电流水平——5 V时2 A，12 V或20 V时3 A或5 A。这为Power Delivery提供了10 W至100 W的相当广泛的范围。

然而，这些固定电压需要在手机内部进行DC到DC转换，以将它们降低到更适合内部锂电池的电压。USB-PD修订版2引入了更多电压——9 V和15 V，但这还不够。

修订版3允许设备与其充电器通信并请求特定电压。它的范围可以从低至3.3 V到高达21 V，并且可以以20 mV的步长精确地拨入。支持此功能的充电器标有“可编程电源”。这样，充电器就是处理额外热量的充电器，而不是手机（锂电池在变热时不适用）。

最新的USB-PD扩展功率范围标准增加了更多固定电压——28 V、36 V和48 V。这使得新的最大功率达到240 W（5 A时为48 V），即使是功能强大的笔记本电脑也足够了（尽管手机已经接近240 W的限制）。还有一个新的可调电压电源选项，它允许设备以100 mV的步长在15 V和48 V之间逐渐调节电压。

请注意，出于安全原因，这种强大的电缆需要一个称为“电子标记”的芯片。该芯片向充电器和电话（或笔记本电脑或其他设备）发出信号，表明电缆能够承载额外的功率。

一些批评

尽管我们喜欢USB-C，但我们不能假装它是完美的。尽管它具有如此多的功能，但并非所有设备和电缆都支持所有功能。我们上面提到的许多功能都是可选的。

最糟糕的是，很难弄清楚哪些设备和哪些电缆支持什么。USB-IF正试图通过新标签来解决问题，这些标签清楚地表明给定电缆可以承载多少数据和功率。

USB 3.2 Gen 2x2等标题让事情变得更加笨拙，所有这些都将被更清晰的标签所取代：USB 5Gbps、USB 10Gbps、USB 20Gbps和 USB 40Gbps（并且可能很快就会有USB 80Gbps）。这让一切都看起来好多了。

至于功率，将有两个级别——USB 60 W和 USB 240 W。不会有100 W的标签，因为显然100 W电缆和240 W电缆之间的差异足够小，以至于当新标签发挥作用时，销售100 W电缆就没有意义了。

USB-C非常棒——我们用它来为我们的手机、笔记本电脑、耳机、剃须刀、手电筒以及几乎任何其他内置电池并适合放在背包中的东西充电。

它使我们能够在办公桌上创造舒适的工作场所，只需插入一根电缆，显示器、键盘、鼠标等都可以使用。考虑到最新标准允许它承载比原始规格多很多倍的数据和功率，USB-C可能还没有完成进化。

会有USB-D吗？可能，但不会很快。世界会放弃电缆并转向无线吗？可能不会——这不是一种有效的充电方式。这对数据来说也不是很好，2.4 GHz Wi-Fi在公寓楼里已经非常拥挤，而5 GHz也变得非常拥挤，这促使Wi-Fi联盟转向6 GHz频段。

在可预见的未来，USB-C将成为统治一切的一根电缆。

内容来源：半导体行业观察