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tywtyw2002
V2EX  ›  iPhone

谈一下 Type-C 口的数据和充电

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  •   tywtyw2002 · 2023-09-29 12:51:40 +08:00 · 10604 次点击
    这是一个创建于 453 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    C 口的 iPhone 15 发布,看到 V2EX 上面不少人都在讨论 c 口充电数据的相关事宜,所以简单的讨论下 Type-C 口的事情。

    在这个帖子里面只谈 USB-IF 官方标准和高通的 QC 标准,不谈其他任何厂商的魔改协议。

    先说数据吧。按照目前的标准来说,各种 USB 口都变成了通用接口(Interface)。不管数据线两头是什么接口,AtoC ,CtoC ,AtoA 也好,这条数据线支持什么数据协议是要看这个线的标准(线里面多少芯)。

    • USB 2.0 的协议,只要是有 4 根内芯的线就可以支持,供电 2 根,D+/D-差分线 2 根。两端接口可以是 A 口或者 C 口。
    • USB 3.0/USB 3.1 的协议,需要 8 芯的线,供电 2 根,2.0 的 D+/D-差分线 2 根,3.0 差分线 2 组共 4 根。两端接口可以是 A 口(需要有 3.0 触点-9 针)或者 C 口。( 5G 还是 10G ,要去看 3.0 的差分线支不支持双工。如果硬要杠,6 芯线也能能支持 3.0 ,因为 3.0 协议不需要 2.0 的 2 根线,但是设备能不能识别就不清楚了。)
    • USB 3.2 的协议,只支持 C 口,并且重新分配了差分线,把原来的 3.0 的差分线重新分组成了 4 组通道( lane )。每组通道支持 5G 。这就是 3.2 里面 5G ,10G ,20G 的来源。原则来说,3.2 需要 10 根内芯来支持,供电 2 根,4 组通道共 8 根。
    • DP ,只支持 c 口,在 USB 3.2 里面不是定义了 4 组 lane 嘛,DP 就是用一组或多组 Lane 来传输显示信号,简单的来说就是 USB 和 DP 共同 share 4 组 lane ,不能复用。
    • Thunderbolt 3/4 雷电协议,只支持 C 口。TB 跟 usb 协议的最大区别在于,TB 需要有协议芯片,这个芯片负责 4 组 lane 的复用,来实现最大带宽 40G 。C 口 TB 线在两头是有芯片的。

    总结以下,在数据方面,Thunderbolt 在 C 口头上是有控制芯片的,这个芯片死贵死贵的。A 口/C 口要看几根线,才能知道最大的传输速度是多少。A 口封顶 10G ,C 口封顶 20G 。

    说完了数据,说电力传输。USB 中的电力输送是通过 VBUS 和 GND 完成的。 USB-IF 标准中,C 口有两种供电方式,USB 供电标准和 PD 供电标准。

    USB 供电标准,不需要额外的线,默认提供。

    • 2.0 A 口,插上就提供 5V 500mA 。
    • 3.0 A 口,插上就提供 5V 900mA 。
    • C 口,稍微复杂一些,分 Host 和 Device ( DFP ,UFP ,DRP )的角色,关于角色就不展开说了。
      • 对于充电器来说,只要插进来的 C 口,在 CC 和 GND 之间有个 5.1k 电阻,那么就默认提供至少 5V 500/900mA 的电力。
      • 对于 C 的设备来说,看插进来的 C 口的 CC 跟 VBUS 之间串了多大的电阻,就可以知道这个充电器有多大的供电能力,从 5V 900mA 到 5V 1.5A 至 5V 3A 的。

    在 USB 供电标准下,不管是 A2C ,C2C ,只要需要 2 芯线就可以给设备充电了,最多提供 15W 的电力,并不需要其他的线,包括 CC 线,前提是在 c 头上安对了电阻。

    PD 供电标准,提供了更大供电能力,但需要额外的 1-2 线和 e-marker 芯片。

    • USB-IF 标准中,只有 C 口有 CC 针,故只有 C 口支持 PD 供电。
    • 没有 E-marker 芯片,最高 3A @ 20V ,有 E-marker ,5A @ 20V 。(没看 PD 3.1 协议,按照 PD 3.0 来讲)
    • 如果 PD 协商失败,按照 USB 供电标准来默认供电。
    • PD 用 CC 线来跑协议。

    PD 线特征就是双 C 口有 CC 线,E-marker 可选。如果是 E-marker 线,需要有一条额外的 VCONN ( CC2 )线来给 E-marker 芯片供电,或者两头都装 E-marker 芯片,这样就不需要 VCONN 线了。

    高通的 QC 和 Apple 2.4A 高通的 QC 和 Apple 2.4A 都是用 D+/D-数据线来跑协议,从而提供比默认 USB 供电更大供电能力。对于此类协议,A 口 C 口都无所谓了,只要有 D+/D-线就可以。

    最后最后的总结,

    • AtoC 线,除非魔改,否则跑不了 PD 。
    • AtoC 线,C 口必须有 56k 电阻串在 CC 跟 VBUS ,否则 C 口 DRP 设备不识别。(很多 C 口设备并不是真 C 口,只能叫 USB 2.0 A 口 over C 口,协议都是 USB 2.0 的,把 4 根线焊在了 C 口上,有些为了兼容 C2C 线的充电,给你加 2 个 5.1k 电阻。)
    • CtoC 线,数据和 PD 都是可选的,可以只有 PD 没数据,也可以只有数据没 PD 。
    • CtoC 线,3A+数据,至少 5 芯。
    • CtoC 线,5A+数据,1 x E-marker + 6 芯线,或者 2 x E-marker + 5 芯线。
    32 条回复    2024-06-10 08:15:45 +08:00
    byicer
        1
    byicer  
       2023-09-29 13:04:26 +08:00
    库克看了都哭了
    justaname
        2
    justaname  
       2023-09-29 13:07:24 +08:00
    其实不用考虑那么多,现在全功能线那么便宜,买十根 USB4 的线也没多少钱,能用个十年,目前没有任何接口和协议有取代 USB C 的迹象(雷电适用场景太小可以忽略)
    tywtyw2002
        3
    tywtyw2002  
    OP
       2023-09-29 13:16:36 +08:00   ❤️ 1
    @justaname 那是。

    不过最实用还是 5A pd 线,目前我家里基本上每个房间的充电器上都插着 2 根。

    USB4 ,数据的话还是建议短线 30-50cm 。1m 长的话低于 100 基本上都跑不满速度。
    vokins
        4
    vokins  
       2023-09-29 13:22:54 +08:00 via iPhone
    我觉得高通的标准都能算,那为啥魔改的其他标准不能算?也有非高通芯片的手机比如联发科苹果麒麟芯片的手机啊。所以 usb 组织的 pd 标准才算是跨平台的标准吧?
    tywtyw2002
        5
    tywtyw2002  
    OP
       2023-09-29 13:30:47 +08:00
    @vokins 算啥?

    我只读过高通 QC ,和 usb-if 的协议文档,其他厂商的没读过。所以我说我只谈 usb-if 和 QC 啊。 免得一会一些自动杠来说这个厂商支持这个,那个厂商支持 XXXX 的。
    fredcc
        6
    fredcc  
       2023-09-29 14:25:31 +08:00
    jsq2627
        7
    jsq2627  
       2023-09-29 14:43:11 +08:00 via iPhone
    USB3.2 也有 Type A 接口,在一些主板上用红色 USB 端口标识。
    jsq2627
        8
    jsq2627  
       2023-09-29 14:53:06 +08:00 via iPhone   ❤️ 1
    另外 USB3.2 Gen1x1 和 Gen2x1 其实是 USB3.0 和 3.1 的重命名。只支持 C 口的是 USB3.2 Gen1x2 和 Gen2x2 (因为需要额外的线对)
    tywtyw2002
        9
    tywtyw2002  
    OP
       2023-09-29 15:18:31 +08:00
    @jsq2627 对的 A 口 最多 2 组差分触点。C 口可以 4 组。

    纵观来看
    USB 3.0 定义 5G
    USB 3.1 定义 2 * 5G
    USB 3.2 定义 5G * 2 和 10G * 2

    USB 3.2 里面也引入了,DP 通道。

    4 对差分通道的复用,目前看来只有雷电支持。

    好像我前面的帖子说错了,就是 C 口 USB3.2 默认使用 2 个通道,10/20G 的速度区别是每个 Lane 的速度不一样导致的。

    General nomenclature: Gen X x Y – (Speed x Lanes)
    Enhanced SuperSpeed Gen 1×1 – (5Gbit/s)
    Enhanced SuperSpeed Gen 2×1 – (10Gbit/s)
    Enhanced SuperSpeed Gen 1×2 – (5Gbit/s*2 =10Gbit/s)
    Enhanced SuperSpeed Gen 2×2 – (10Gbit/s*2 =20Gbit/s)

    https://imgur.com/a/PnbL2nM
    noobjalen
        10
    noobjalen  
       2023-09-29 15:32:23 +08:00
    https://imgur.com/a/mxQn3Xn 搞几根这种全功能的? 40g,240w,5A.
    jsq2627
        11
    jsq2627  
       2023-09-29 16:05:29 +08:00 via iPhone
    @tywtyw2002 其实你没说错,Gen XxY 里面的 Y 是 lane pair 的意思,Gen2x2 是两对 lane ,不是两个 lane 。一对 lane 包含 Tx 和 Rx 两组差分信号,一共 4 根线。所以 Gen2x2 是把 USBC 的全部 4 组差分信号用完的。
    jsq2627
        12
    jsq2627  
       2023-09-29 16:11:51 +08:00 via iPhone
    看了上图,好吧,其实是 lane 的定义在 DP 和 USB 下不一样,DP 一个 lane 就是一组差分信号,USB 一个 lane 是两组差分信号
    archiyuan
        13
    archiyuan  
       2023-09-29 18:05:19 +08:00 via Android
    就普通的充电而言的话,只要认准 5a 双 c 口 emarker 线买就没问题了。

    不论是苹果还是国产安卓都可以快速充电(安卓少部分 200w 超快充机型的话用 5a 跑不满,只能跑 100w )。

    远离 usb A 口就不会有太多烦恼了。
    liprais
        14
    liprais  
       2023-09-29 18:32:26 +08:00
    反正用不了多久就会有人用国产数据线把接口烧了
    otakustay
        15
    otakustay  
       2023-09-29 22:45:25 +08:00
    @justaname 但全功能 USB4 的重量、粗细、可弯折度,都非常不适合随身携带
    kid1412621
        16
    kid1412621  
       2023-09-29 23:08:34 +08:00 via iPhone
    我更关心 Apple watch 支持 qi
    justaname
        17
    justaname  
       2023-09-30 00:13:43 +08:00 via iPhone
    @otakustay 现在 50cm 以内的短线已经不怎么粗了,长线那就没办法了
    tywtyw2002
        18
    tywtyw2002  
    OP
       2023-09-30 01:52:05 +08:00 via iPhone
    @archiyuan pd 协议吗 跟 a 口就没啥关系

    15 最多能跑 27w 3a 线足以。

    现在要入手 最好入 5a 240w 的
    tywtyw2002
        19
    tywtyw2002  
    OP
       2023-09-30 02:13:33 +08:00 via iPhone
    @justaname 全功能的线 做不细的

    雷电/usb4 官方要求 4 组差分线屏蔽,就算数据都用 awg30 的线,十几根加上屏蔽层也够厚了。
    供电线短距离 5a 可以 awg 22 , 长距离必须 2* awg 22 or awg20 。 肯定细不了。

    240w 要跑 48v 供电线 屏蔽层又要升级,肯定更粗。
    minamike
        20
    minamike  
       2023-09-30 07:55:32 +08:00 via iPhone
    @tywtyw2002 #19 Xreal 的那个 0.8m 的 type-c 全功能线还是比较柔软的 就是价格不太美丽
    beginor
        21
    beginor  
       2023-09-30 08:24:12 +08:00 via Android
    电动牙刷,耳机之类的小功率 type-c 设备也上全功能线会不会太浪费了,a2c 的软线不好么?
    tywtyw2002
        22
    tywtyw2002  
    OP
       2023-09-30 09:10:37 +08:00 via iPhone
    @beginor 为什么要用全功能线啊?

    现在销量最好的 CtoC 线,是 5 芯 3a 线,带 2.0 数据。

    充电器都是双 c 口,a2c 的线插哪里呢?

    65w 双 c 充电器 白菜价了,基本上都低于 1 元 1w 了。
    beginor
        23
    beginor  
       2023-09-30 09:35:18 +08:00 via Android
    现在 A2C 的线都泛滥成灾了,估计抽屉里有 10 几 20 条,A 口 2 安的充电头也不少,应该有 5 、6 个,A 口才是各家魔改,各种私有协议,泛滥。但是附送的都是这种魔改的原装头和线。
    beijiaoff
        24
    beijiaoff  
       2023-09-30 11:00:50 +08:00
    @vokins 高通为其它众多安卓品牌提供底层硬件支持,所以它的协议比其他例如小米、华为等单一品牌自家协议更具有通用性和权威性。
    justaname
        25
    justaname  
       2023-09-30 12:32:20 +08:00
    @tywtyw2002 额我肯定说的是 50cm 以内的短线呀。。而且我觉得除了笔记本基本上不会有设备用得上 60W 以上的功率,3A 的高速长线其实也还好吧
    otakustay
        26
    otakustay  
       2023-09-30 12:39:18 +08:00
    @justaname #17 短线弯折性差,长线太重,全功能线就是携带性上比较难受
    tywtyw2002
        27
    tywtyw2002  
    OP
       2023-09-30 14:39:12 +08:00
    @justaname
    嗯,大部分情况 3A@20V 足够用了。想一想那些被我改了 C 口诱骗 12v 的设备,也就封顶 [email protected] 这样。

    我感觉我基本上用不到数据功能,大部分时间各种线都是插在充电器上的。

    偶尔手机备份数据,就把移动硬盘上的那个 C2C 线拔下来用用。
    julyclyde
        28
    julyclyde  
       2023-09-30 16:41:26 +08:00
    @byicer 这标准就是他们公司参与写的,他哭啥
    archiyuan
        29
    archiyuan  
       2023-10-16 18:05:44 +08:00 via Android
    @justaname 安卓百 w 快充都需要 5a 线啊
    archiyuan
        30
    archiyuan  
       2023-10-16 18:07:39 +08:00 via Android
    @tywtyw2002 240w 目前也没什么设备支持吧?安卓百 w 快充基本都是要 5a 线的,只用苹果的话 3a 倒是没啥问题
    FrankChow
        31
    FrankChow  
       199 天前
    请教一下,我拿 CtoC +氮化镓的充电头去充香薰机或者颈部按摩仪这种 C 口的设备都充不进去电,只能用 USBA to C 的线,这是为什么啊?
    tywtyw2002
        32
    tywtyw2002  
    OP
       198 天前
    @FrankChow #31 哪些设备的 c 口没有 cc1 cc2 跟 GND 间的 5k 电阻
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