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Type-C接口内部构造及原理详解

日期: 2016-02-01
浏览次数: 1092

来源:52RD

《USB Type-C Cable and Connector Specification》一共将近200页,相信时间且有耐心看完的工程师没有几个吧?若是没有中文版的那会更令人抓狂吧。

本文大部分内容整理于知乎网友时国的分享,我们一起来看看Type c的内部构造。


TYPE-C接口的线序:


被插入端:


1.jpg
插入端:
2.jpg
从图中可以看到,被插入端上两个方向都有D+/D-,插入端上只有一个方向有。
3.jpg

如果各位手里有iPhone之类的设备,看一下lightning接口,被插入端(iPhone/iPod)只有一侧有线(我的iPod是下面有上面没有),连接线上是上下都有接口。


接口定义如下图:


4.jpg

列举完数据再来比较下Type C和lightning:


不管什么连接线,都是要有屏蔽线的,lightning接口的数据线在被插入端是在接口的上侧或者下侧。这样设计的一个问题就是数据线在这一段是裸露的,没有屏蔽。并且数据线和屏蔽线(其实就是接地的)距离太近,这种设计对做工有很高的要求,因为不小心会短路。


再看USB Type-C,如果设备和主机连接起来,那么整个屏蔽线会在外面把数据线套住,有完善的保护功能,并且也不容易短路,做工要求也不高,企业容易山寨。


时国怀不认为里面的小舌片容易断,这种事情目前还是很少发生的。苹果的设计固然好,但因为屏蔽线的问题,估计在高频的条件下性能会有损耗,而USB Type-C的目标是USB3.1,带宽高达10Gbps,这种情况下,不做好屏蔽的话麻烦会很大。


lightning固然看着好看,但时国怀认为在综合考虑做工、速度等因素的情况下USB Type-C是一个合理的设计。要知道苹果过去30针接口跟USB的接口也是很相似的,只是大小不同。而且USB毕竟是给平民老百姓用的,做工太高的话,对于厂商来说也是件困难的事情。


除了前面说的物理结构,再补充一下其它的内容:


[功能]


功能方面USB只是一根线,但lightning不是线,应该说是一种链接设备才对(具体内容看其它答案里有),所以复杂度上是完全不同的,理论上说lightning的功能必然可以更强大(编码、压缩等等),而USB的线永远都只是线,作用就是传输、充电。


[技术原理]


lightning里面有芯片,是连接器,USB是连接线。


根据在 TheiPhoneWiki上有一段匿名人士的解释,以及 Chipworks 对 Lightning 接头的拆解,苹果在 Lightning 线内安装了芯片,用来和其它 iPhone 外接设备进行沟通。


一个有名的例子就是,Panic在 iPhone 5 转 HDMI 转接头里发现了一颗 ARM SoC 芯片,而且还配备了 256MB 的 RAM。它的工作流程是,将译码后的视频信号压缩之后,透过 Lightning 线来传输,然后最终利用 ARM 芯片译码来推送给 HDMI 设备。


换言之,如果只是换接口,UBS Type-C 和 iPhone 上的 Lightning 界面没有太大的差别。但 USB 线 与 Lightning 线的差别可太大了。


[成本]


连接器必然高于连接线。


[用户体验]


用户体验上看,lightning的体验肯定是更好的,苹果的用户体验一直很难被超越。但我感觉一旦要求更高的速度,lightning的这种物理结构似乎不是适合大规模提速,暂时观望一下吧。


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