USB Type-C 与传统 USB（Standard-A、Standard-B 和 Micro USB）相比提供了更小、更薄和更坚固的替代方案，其增强的功能点包括：
USB Type-C接口的整体高度低于 3mm，可用于超薄平台；USB Type-C插头可上下颠倒插入，不再区分正反面；USB Type-C线缆两端的Type-C连接器完全相同，因此线缆具有无方向性特点。
更多信息可查阅 USB Type-C 官方资料。
1. 引脚
涉及的相关概念解释如下：
- Plug：插头，也被称为公头；
- Receptacle：插座，也被称为母头；
- E-Marker：电子标记 (Electronically Marker)，
Type-C电缆的电子标签，通过E-Marker芯片可以读取线缆预设的功能属性(如电源传输能力、数据传输能力、ID 等信息)。
USB Type-C 接口共有 24 个引脚，A、B 两面各 12 个引脚。图 1.1 展示了 USB Type-C 接口的全功能引脚，值得注意的是并非所有平台或设备都需要使用所有的引脚，不同平台或设备实际使用的引脚存在区别。
USB Type-C 各个引脚的功能描述如下表所示。其中：
USB 2.0差分信号只会连接USB TYpe-C Receptacle的其中一边。因为USB Type-C Plug无 B6、B7引脚；CC (Configuration Channel)配置通道用于承载确认连接过程中的传输方向和正反插、PD充电检测、发现和配置可选的备用/附件模式；USB Type-C Plug中的Vconn引脚用于为USB Type-C Plug中的电子设备（如E-Marker）供电。
| 引脚号 | 名称 | 描述 | 引脚号 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | 接地 | B12 | GND | 接地 |
| A2 | TX1+ | 高速差分信号1，TX，正 | B11 | RX1+ | 高速差分信号1，RX，正 |
| A3 | TX1- | 高速差分信号1，TX，负 | B10 | RX1- | 高速差分信号1，RX，负 |
| A4 | Vbus | 总线电源 | B9 | Vbus | 总线电源 |
| A5 | CC1 | 配置通道信号1 | B8 | SBU2 | 辅助信号，不同场景不同用途 |
| A6 | D+ | USB 2.0 差分信号，正 | B7 | D- | USB 2.0 差分信号，负 |
| A7 | D- | USB 2.0 差分信号，负 | B6 | D+ | USB 2.0 差分信号，正 |
| A8 | SBU1 | 辅助信号，不同场景不同用途 | B5 | CC2 | 配置通道信号2 |
| A9 | Vbus | 总线电源 | B4 | Vbus | 总线电源 |
| A10 | RX2- | 高速差分信号2，RX，负 | B3 | TX2- | 高速差分信号2，TX，负 |
| A11 | RX2+ | 高速差分信号2，RX，正 | B2 | TX2+ | 高速差分信号2，TX，正 |
| A12 | GND | 接地 | B1 | GND | 接地 |
2. 配置通道 Configuration Channel
这里介绍了 USB Type-C 涉及的相关概念及前置知识。其中，USB Type-C 的电源角色 Power Role 如下：
- Source：
Type-C接口上的CC引脚呈现上拉电阻Rp，当设备接入后，提供Vbus电源。 - Sink：
Type-C接口上的CC引脚呈现下拉电阻Rd，当接入主机后，消耗Vbus电影。
USB Type-C 的电源角色 Power Role 又可以细分为：
- Source Only
- Source (Default) ：默认
Source，但是可以通过USB PD交换机制切换为Sink模式 - Sink Only
- Sink (Default)：默认
Sink，但是可以通过USB PD交换机制切换为Source模式 - Source/Sink：
DRP设备，可以在Source与Sink间动态切换 - Sourcing Device：
DRP设备，能供电的Device，如显示器 - Sinking Host：
DRP设备，耗电的Host，如笔记本电脑
在 USB 2.0 中，根据数据传输的方向定义了 HOST/Device/OTG 三种角色，其中 OTG 既可作为 HOST，也可作为 Device。类似于 USB 2.0 ，USB Type-C 中的数据角色 Data Role 如下：
- DFP：下行端口 (Downstream Facing Port) ，即
Host，DFP作为Source给Vbus和Vconn供电，型的DFP设备是电源适配器； - UFP：上行端口 (Upstream Facing Port) ，即
Device，UFP作为Sink从Vbus中取电，并可提供数据，型的UFP设备是 U盘、移动硬盘； - DRP： 双角色端口 (Dual-Role Port) ，可以在
DFP与UFP间动态切换，典型的DRP设备是电脑；
其他涉及的相关概念如下：
- Rp：上拉 (Pull Up) 电阻，端口未连接设备或在高阻抗的情况下，提供一定的电压信号用于保证输入信号为高电平的电阻元件；
- Rd：下拉 (Pull Down) 电阻，将电路节点的电平向低方向 (GND) 下拉的接地电阻元件，其阻值为 5.1KΩ；
- Ra：供电电缆中
Vconn上的下拉电阻，其阻值为 800Ω ~ 1.2KΩ； - MUX：多路复用器 (Multiplexer)，一种电子电路，可以将多个输入信号转换为一个输出信号。
2. 1 检测有效的 Source-to-Sink 连接
图 2.1 展示了检测 Source-to-Sink 连接的上拉/下拉模型。在 Source 的 CC 引脚上有上拉电阻 Rp，在 Sink 的 CC 引脚上有下拉电阻 Rd。在 Source 与 Sink 未连接之前，Source 的 Vbus 是没有输出的。当 Source 与 Sink 连接后，CC 引脚相接，Source 的 CC 引脚检测到 Sink 中的下拉电阻 Rd，表示连接到设备，Source 便打开 Vbus 的电源开关，输出 Vbus 电源给 Sink。
Source 的另一个 CC 引脚被来自 Vconn 的下拉电阻 Ra 拉低，因此切换 Vconn 到对应的 CC 引脚，Vconn 开始给 USB Type-C Plug 中的电子设备（如 E-Marker）供电。
注：上拉电阻 Rp 可以替换为电流源，其根本目的在于保证为 Source 的 CC 引脚输入高电平信号。
从 Source 的角度来看，CC1 引脚和 CC2 引脚状态有一下几种：
| CC1 引脚 | CC2 引脚 | 描述 |
|---|---|---|
| 无 | 无 | 未连接设备 |
| Rd | 无 | 连接到 Sink 耗电设备 |
| 无 | Rd | 连接到 Sink 耗电设备 |
| 无 | Ra | 仅连接到有 Vconn 供电设备的 USB 电缆 |
| Ra | 无 | 仅连接到有 Vconn 供电设备的 USB 电缆 |
| Ra | Rd | 连接到有 Vconn 供电设备的 USB 电缆 和 Sink 耗电设备 |
| Rd | Ra | 连接到有 Vconn 供电设备的 USB 电缆 和 Sink 耗电设备 |
| Rd | Rd | 调试附件模式 |
| Ra | Ra | 连接到音频适配器设备 |
2. 2 正反插方向检测
在 USB 2.0 的情况下，数据传输通过一对 D+/D- 信号线引脚。Type-C Receptacle 上有两对对称并相连的 D+/D- 信号引脚，而 Type-C Plug 上仅有一对 D+/D- 引脚，另一对引脚悬空。所以只要 Type-C Plug 上的 D+/D-信号引脚能连接到任意一对 Type-C Receptacle 上的 D+/D- 引脚即可实现数据传输，即 USB 2.0 无需检测正反，如图 2.2 所示。
在 USB 3.0 的情况下，Type-C Receptacle 虽然有两对 TX/RX 引脚，但是其目的在于让 Type-C Plug 无论正反两面皆能顺利插入 Type-C Receptacle，所以通常主控芯片只有一组 TX/RX 通道。通过检测正反插方向，DFP (Host) 能够确定使用哪对 TX/RX 信号用于单通道连接。从 DFP (Host) 的角度来看，当 CC1 引脚接到下拉电阻 Rd 就是正插，如果是 CC2 引脚接到下拉电阻 Rd 就是反插。在检测完正反插后，就会通过 MUX 切换到相对应的 TX/RX 信号对，正插时切换到 TX1/RX1，反插时切换到 TX2/RX2。图 2.3 所示展示了反插下的 TX/RX 对。
在 USB 3.2 的情况下，实现了两组 TX/RX 道同时运作，让数据传输的速度相较于 USB 3.0 提升了两倍。USB 3.2 在 Type-C Plug 中与 CC 引脚对齐的 TX/RX 信号对被标记为通道0 (Lane 0)，另外一对 TX/RX 信号对被标记为通道1 (Lane 1)。
2. 3 连接过程中的传输方向确认
虽然设备通过 USB Type-C 接口互连而不再通过 A 型或 B 型接口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 (host-to-device) 的逻辑关系。这种主机到设备的逻辑关系的确定是通过配置通道 CC 完成的。
默认情况下 CC 引脚上有上拉电阻 Rp 的 Source 为主机 DFP，CC 引脚上有下拉电阻 Rd 的 Sink 为设备 UFP。正常情况下电源角色 Power Role 和数据角色 Data Role 都是同步的，例如手机连接U盘时，手机的电源角色 Power Role 是 Source，数据角色 Data Role 是 DFP；当手机连接笔记本时，手机的电源角色 Power Role 是 Sink，数据角色 Data Role 是 UFP。
如果 DRP 设备要翻转电源角色或数据角色，例如让手机的电源角色 Power Role 做为 Sink，数据角色 Data Role 做为 DFP， 就需要用到 PD 协议 进行切换。
USB PD 引入了三个交换命令，这些命令可能会更改端口的电源或数据角色：
- PR_Swap：更改端口的电源状态，不会更改端口来源 Vconn；
- DR_Swap：更改端口的数据角色，不会更改端口来源 Vconn；
- VCONN_Swap：更改端口来源 Vconn。
注意：USB PD 定义了另一种可选的交换机制（FR_Swap），用于用户交互可能无意中触发更改 VBUS 源的特殊情况。作为PR_Swap的变体，FR_Swap 类似地在两个连接的端口之间交换 Source（Rp）和 Sink（Rd）。
3. USB Type-C 接口布线
涉及的相关概念解释如下：
- SDP：标准下行端口 (Standard Downstream Port)，传统 USB 接口用连接设备
Device端的接口，如Micro-B Plug等；
3. 1 USB Type-C 转 USB Type-C
图 3.1 展示了全功能 USB Type-C 标准电缆组件连接图。
| Type-C Plug1引脚 | 引脚名称 | 线序号 | 线序名称 | Type-C Plug2引脚 | 引脚名称 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1, B1, A12, B12 | GND | 1 | GND_PWRrt | A1, B1, A12, B12 | GND |
| A4, B4, A9, B9 | Vbus | 2 | PWR_Vbus | A4, B4, A9, B9 | Vbus |
| A5 | CC | 3 | CC | A5 | CC |
| B5 | Vconn | 16 | PWR_Vconn | B5 | Vconn |
| A6 | D+ | 4 | UTP_D+ | A6 | D+ |
| A7 | D- | 5 | UTP_D- | A7 | D+ |
| A2 | TX1+ | 6 | SDP1+ | B11 | RX1+ |
| A3 | TX1- | 7 | SDP1- | B10 | RX1- |
| B11 | RX1+ | 8 | SDP2+ | A2 | TX1+ |
| B10 | RX1- | 9 | SDP2- | A3 | TX1- |
| B2 | TX2+ | 10 | SDP3+ | A11 | RX2+ |
| B3 | TX2- | 11 | SDP3- | A10 | RX2- |
| A11 | RX2+ | 12 | SDP4+ | B2 | TX2+ |
| A10 | RX2- | 13 | SDP4- | B3 | TX2- |
| A8 | SBU1 | 14 | SBU_A | B8 | SBU2 |
| B8 | SBU2 | 15 | SBU_B | A8 | SBU1 |
各个引脚的具体连线如上表所示。其中：
- 此表假设所有 SDP 使用同轴线结构且没有排扰线， 同轴线的屏蔽层连接到接地引脚；如果使用屏蔽双绞线，则需要排扰线且排扰线应连接到 GND 引脚；
USB Type-C Plug的 B5 引脚Vconn用于带芯片的线缆；USB Type-C Plug中不应存在触点B6和B7；- 所有的
Vbus引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起。全功能电缆两端中的Vbus引脚需要一个10nF旁路电容器（建议最小额定电压为 30V，如果支持 EPR，则为 63V），旁路电容器应尽可能靠近电源焊盘； - 所有
GND引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起； - 屏蔽和
GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C Plug内。
3. 2 USB Type-C 转 USB 3.1 Standard-A
图 3.2 展示了 USB Type-C 转 USB 3.1 Standard-A 电缆组件连接图。
| Type-C 引脚 | 引脚名称 | 线序号 | 线序名称 | USB 3.1 Standard-A 引脚 | 引脚名称 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1, B1, A12, B12 | GND | 1 | GND_PWRrt | 4, 7 | GND GND_DRAIN |
| A4, B4, A9, B9 | Vbus | 2 | PWR_Vbus | 1 | Vbus |
| A5 | CC | ||||
| B5 | Vconn | ||||
| A6 | D+ | 3 | UTP_D+ | 3 | D+ |
| A7 | D- | 4 | UTP_D- | 2 | D+ |
| A2 | TX1+ | 5 | SDP1+ | 6 | StdA_SSRX+ |
| A3 | TX1- | 6 | SDP1- | 5 | StdA_SSRX- |
| B11 | RX1+ | 7 | SDP2+ | 9 | StdA_SSTX+ |
| B10 | RX1- | 8 | SDP2- | 8 | StdA_SSTX- |
各个引脚的具体连线如上表所示。其中：
- 此表假设 SDP 使用屏蔽双绞线且有排扰线；如果使用同轴线结构，则不存在排扰线，并且同轴线的屏蔽层需连接到接地引脚；
USB Type-C Plug的A5引脚CC应通过上拉电阻Rp（56kΩ ± 5%) 连接到Vbus；USB Type-CPlug中不应存在触点B6和B7；- 所有的
Vbus引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起。在电缆的USB Type-C Plug侧的Vbus和接地引脚之间需要一个旁路电容器。 在包含 USB 标准 A 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放置； - 所有
GND引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起； - 屏蔽和
GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C Plug和USB 3.1 Standard-A Plug内。
3. 3 USB Type-C 转 USB 2.0 Standard-A
图 3.3 展示了 USB Type-C 转 USB 2.0 Standard-A 电缆组件连接图。
| Type-C 引脚 | 引脚名称 | 线序号 | 线序名称 | USB 2.0 Standard-A 引脚 | 引脚名称 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1, B1, A12, B12 | GND | 1 | GND_PWRrt1 | 4 | GND |
| A4, B4, A9, B9 | Vbus | 2 | PWR_Vbus1 | 1 | Vbus |
| A5 | CC | ||||
| B5 | Vconn | ||||
| A6 | D+ | 3 | UTP_D+ | 3 | D+ |
| A7 | D- | 4 | UTP_D- | 2 | D+ |
各个引脚的具体连线如上表所示。其中：
USB Type-C Plug的A5引脚CC应通过上拉电阻Rp（56kΩ ± 5%) 连接到Vbus；USB Type-C Plug中不应存在触点B6和B7；- 所有的
Vbus引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起；此电缆中的Vbus引脚不需要旁路电容器； - 所有
GND引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起； - 屏蔽和
GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C Plug和USB 2.0 Standard-A Plug内。
3. 4 USB Type-C 转 USB 2.0 Micro-B
图 3.4 展示了 USB Type-C 转 USB 2.0 Micro-B 电缆组件连接图。
| Type-C 引脚 | 引脚名称 | 线序号 | 线序名称 | USB 2.0 Micro-B 引脚 | 引脚名称 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1, B1, A12, B12 | GND | 1 | GND_PWRrt1 | 5 | GND |
| A4, B4, A9, B9 | Vbus | 2 | PWR_Vbus1 | 1 | Vbus |
| A5 | CC | ||||
| B5 | Vconn | ||||
| A6 | D+ | 3 | UTP_D+ | 3 | D+ |
| A7 | D- | 4 | UTP_D- | 2 | D+ |
| 4 | ID |
各个引脚的具体连线如上表所示。其中：
USB Type-C Plug的A5引脚CC应通过上拉电阻Rp（56kΩ ± 5%) 连接到GND；USB Type-C Plug中不应存在触点B6和B7；- 所有的
Vbus引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起；此电缆中的Vbus引脚不需要旁路电容器； - 所有
GND引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起； USB 2.0 Micro-B Plug的 4 号引脚ID应按照电缆类型的适用规范中的定义进行端接；- 屏蔽和
GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C Plug和USB 2.0 Micro-B Plug内。
3.5 USB Type-C 转 USB 3.1 Standard-A Receptacle
图 3.5 展示了 USB Type-C 转 USB 3.1 Standard-A Receptacle 电缆组件连接图。
| Type-C 引脚 | 引脚名称 | 线序号 | 线序名称 | USB 3.1 Standard-A Receptacle引脚 | 引脚名称 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1, B1, A12, B12 | GND | 1 | GND_PWRrt1 | 4, 7 | GND GND_DRAIN |
| A4, B4, A9, B9 | Vbus | 2 | PWR_Vbus1 | 1 | Vbus |
| A5 | CC | ||||
| B5 | Vconn | ||||
| A6 | D+ | 3 | UTP_D+ | 3 | D+ |
| A7 | D- | 4 | UTP_D- | 2 | D+ |
| A2 | TX1+ | 4 | SDP1+ | 9 | StdA_SSTX+ |
| A3 | TX1- | 5 | SDP1- | 8 | StdA_SSTX- |
| B11 | RX1+ | 7 | SDP2+ | 6 | StdA_SSRX+ |
| B10 | RX1- | 8 | SDP2- | 5 | StdA_SSRX- |
各个引脚的具体连线如上表所示。其中：
USB Type-C Plug的A5引脚CC应通过上拉电阻Rp（56kΩ ± 5%) 连接到GND；- 此表假设 SDP 使用屏蔽双绞线且有排扰线；如果使用同轴线结构，则不存在排扰线，并且同轴线的屏蔽层需连接到接地引脚；
USB Type-C Plug中不应存在触点B6和B7；- 所有的
Vbus引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起；电缆USB Type-C Plug端的Vbus引脚需要一个10 nF旁路电容器，旁路电容应尽可能靠近电源焊盘放置；Standard-A Receptacle中的Vbus引脚不需要旁路电容器； - 所有
GND引脚应在USB Type-C Plug内连接在一起； USB 2.0 Micro-B Plug的 4 号引脚ID应按照电缆类型的适用规范中的定义进行端接；- 屏蔽和
GND接地应连接在电缆组件两端的USB Type-C Plug和USB 3.1 Standard-A Receptacle内。