USB接口是一种串口总线标准，它的总线标准规范电脑与外部设备的连接和通讯，USB接口具有热插拔功能，USB接口可连接多种外设，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，自从1996年出生以来，已经发展很多代了。
今天我们就讲一下距离我们最近的两代USB接口，即USB Type-C和USB PD接口的一些知识，目的想通过这些介绍让大家对新一代USB接口有个全方位的认识，以便今后在设计电子产品或使用USB接口的过程中有所帮助。
USB Type-C介绍
首先我们看一下USB连接器，相信大家对传统的USB线缆都很熟悉，这些常用的传统电缆两端的连接并不一样，通常一端是Type-A口，另一端是Type-B口的连接器，除了机械连接不一样以外，它们在电气功能上也差异。
上面的两个图中，上图显示的我们常用的Type-A和Type-B的连接器，而下图就是我们今天介绍的Type-C连接器。
可以看到，Type-C两端的看起来是完全一样的。在物理层面上它们是一样的，电气性能是它们也是对等可以装换的，所以取决于连接器插入的末端设备，以及和该设备连接的末端系统可以实现动态的功能转换，一方面可以更好的实现用户体验，Type-C连接器又是相互对称的，可以实现正插和反插，这是传统数据线没有的体验。
当然，我们如果采用的是C to C还是C to A，或者是C to B 的cables线，那么我们就可以Type-C to C 的设备连接到我们原有的系统上，也就是说Type-C是可以支持向后兼容，Type-C还支持非USB模式，及替换模式，比如显示端口DisplayPort.
很显然，通过采用Type-C端口的设计，我们可以把所有的功能用到一个端口上面，从而减少笔记本或者是便携设备上端口数量。
Type-C的连接器，不管是USB2.0或者是USB3.1，或者是DisplayPort口，它们的大小都是一样的，这样不同于Type-A或者Type-B的接口，这两种类型，它们3.0的接口，尺寸都会比2.0的尺寸大很多，对于供电类的应用场合来说，USB端口连接后需要反复的插拔，反而固定的机械连接更为需求的。在这种场合，我们更需要Type-C的连接器进行可靠的连接。
下面的图是从左到右显示的USB Type-C的插座，电缆，以及插头，全功能的线缆线中，有18根线，而配备基本的功能里面，只需要6根线就可以了
下面的是USB Type-C的机械外观图
下图是USB Type-C引脚定义
从引脚定义我们看出，在引线的四个拐角是接地的引线Cable Groud，为绿色，红色的是供电引脚 Cable Bus Power引脚，为红色，可以看到它们都是彼此对称的。然后是USB2.0的数据线USB2 Data，D+和D-为蓝色，它们四个引脚互相对称放置，但是我们只需要2根线是穿过电缆的，这样就能保证无论是哪个方向插入都能正常的工作。
然后是高速数据线，High Speed Data,USB SS,SS+ TX or DP Alt Mode和High Speed Data,USB SS,SS+ RX or DP Alt Mode,它们也可以用显示端口的替换模式，它们也彼此相互对称的，CC1和CC2是配置通道，用来配置线缆的插入方向以及角色的检测和电流的配置。当插入有效的电缆时，CC1和CC2的中的一个会根据需要变成VCONN，给带有标签的线缆或者是音频适配器所需的电源，之后，还有两个SBU的引脚，它们在替换模式中暂未用到，USB未来规范可能定义这两个引脚用于其他的用途。
简单来说，USB Type-C是讨论是连接器的物理部件，并且识别哪种设备是连接在一起的检测是什么时间连接的，它可以独立于USB PD单独存在。
下面说下USB Power Delivery（简称USB PD）介绍
为什么会有USB Power Delivery，它的优势在哪里？
我们来看一下，如下图，USB2.0，USB3.1，已经USB BC1.2，它们提供的最大功率也就是5V1.5A，7.5W，而可以通过USB Type-C可以使得最大功率5V@3A，15W的功率，相比之下，有一定的提高，但没有本质上提高，而通过USB PD就可以把输出电压提升达到20V，输出电流可达5A，也就是可以通过USB PD可以使得功率达到100W的功率等级。
有了USB PD可以联想到把USB的功能进行拓展，我们可以用它来给显示器、电视机等大型的电子设备进行供电，这些是在USB PD之前不可想象的。
下面是关于更多的USB PD的细节介绍
首先看一下如下图，是把USB PD的输出的电压种类和输出的种类函数关系介绍，USB PD提供4种电压，5V、9V、15V和20V。
那如果一个端口的功率超过27W，那么，我们可以在5V和9V的基础上还必须提供15V的电压，同样的，如果需要提供45W的功率输出，就需要提供20V的电压，当负载的输出功率超过60W时，也就是说输出功率电流超过3A，我们需要带有标签eMarker的电缆，以保证能够提供5A的电流输出，通过使用带有电子标签的电缆，可以把输出功率达到100W。
为什会使用USB PD，它会带来什么功能？
1，它提供了更高的输出电压，能达到20V，能提供5V、9V、15V已经20V的电压，来满足绝大部分负载的需求
2.它通过USB cable的数据线，可以到达100W的功率等级
3，USB PD的线缆传输使得USB的供电传输那一端使用供电端，那一端是受电端，两者的协商称为可能。同时，它也可协商那一端是DFP，那一端是UFP。因此数据角色和电源角色可以在线缆的两端互相进行交换。
4.USB PD可以进行有效的功率管理，可以合理分配功率到每个端口
5.USB PD可以带有冷插座的功能，即如果说外接端没有外接设备，不会在插座端看到5V输出设备。另外USB PD可以通过USB C转A或C转B的cable线，以现有的判断USB是否兼容。
5.替换模式，
下面是使用USB PD典型的流程
VBUS初始的电压是5V，500mA，当USB电压通过CC线进行协商后，可以装换成最终的目标，比如9V，15V或者20V。
也就是说USB PD的数据线角色和电源角色是相互独立的。下面是USB Type-C的生态矩阵进行一下解读。
图中，纵轴是数据角色，首先是这些没有任何数据的应用，比如墙插属于NO Date，它仅仅提供功率，没有涉及任何数据交换，然后是主机，或称DFP，它们的功能是把就是数据传递给显示器。
最下面是 Device的 UFP，如监视器，TV等，它们作用是接收数据，在DFP和UFP中间，是DRD，它的角色却绝于想把它连接到什么设备，比如上传文件到手机，或者将手机内容投递给显示器上。
然后看水平轴，显示的是功率的角色，同样以墙插为例，它永远供给电源，称为Source-Only，,另外一端是纯吸收电源，如移动硬盘，USB的供电设备。
横轴的两端，要么是单纯的供电，要么是单纯的消耗电源。横轴上中间位置也有DRP，Powrer Bank，典型的例子是移动电源，充电宝，一种情况下给其他供电，另外一种情况它还需要充电消耗消耗电源，因此是DRP双向供电。
所以我们通过USB Type-C的生态矩阵可以看到USB Type-C和USB PD的使用非常广泛，可以有非常多的应用。
以上是梳理了USB Type-C和USB PD的一些东西，希望能对大家有用。
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