USB PD系列之TypeC接口和USB PD的前世今生1_usb pd发展历史

　　众所周知，USB接口可以说是消费类电子产品中最成功的接口之一，消费类电子产品中的手机，电脑，平板都离不开USB接口。从早期的TypeA接口，TypeB接口，到近几年大热的TypeC接口，USB接口遍及我们生活的方方面面。

　　当电脑逐渐成为人们办公生活的一部分时，USB接口诞生了，并且迅速发展成为目前的规模，相应的，应运而生一个组织，USB-IF，专门为了规范USB产品，制定USB Spec。发起人为Intel联合各个知名的半导体厂商。当然，要想加入该组织，参与USB规范制定修改，首先需要交纳一定的会费，然后在该领域内有一定的建树，这样半导体厂商才会有越来越重的话语权。USB-IF是一个开放的组织，USB相关的Spec，在网站上均可免费下载。（网址：usb）。当然了，USB-IF要想生存，就必须要有资金来源：1,各个半导体公司的会费；2,USB测试认证的费用，比如，你的芯片要想拿到USB-IF的TID，就需要交钱，OEM或者ODM看到芯片有TID，才能证明你的芯片基础测试可以通过，才敢放心的进行下一步产品测试。

　　言归正传，USB TypeA接口的出现，极大的提升了消费者的使用体验，鼠标，键盘，U盘等等，全部采用了USB接口。尤其是在笔记本行业中，USB TypeA是当时的必备选择。

　　

　　USB TypeA接口（母口，公口）

　　如上图所示，为TypeA接口。随着消费电子的更新换代，新的接口需求出现了，最典型的应用场景是手机充电接口，手机需要的接口要尽可能的小巧。基于这种需求，TypeB接口出现了，TypeB接口又分为了：MiniB，MircoB等等。这样，基本的消费电子的使用场景中，USB接口都占据了重要地位。

　　

　　MicroB

　　

　　TypeA转TypeB线缆

　　我在这里想要强调的是：上文TypeA，TypeB接口完全是物理接口的描述。在物理接口的基础上，需要有相应的通信协议（就是电信号），才能算是一个完整的USB接口。

　　USB协议也是从比较慢的速率开始逐步发展升级成为目前高达10G，20G的通信带宽。最开始（USB1.1），USB的通信速率为Low-Speed(低速1.5Mb/s)，Full-Speed（全速12Mb/s）。如鼠标通常为Fullspeed设备。我们目前所熟知的存储设备，通常为High-speed（高速480Mb/s，USB2.0），甚至为Super-speed（5Gb/s，USB3.0）。当然这些都是理论最高速率，通常是达不到的。

　　USB协议的发展也是因为实际需求所带来的结果：快速的大数据传输，移动硬盘，U盘，手机等等。

　　随着数据需求的逐步满足，电源方面的需求同样在快速变化中。最开始的鼠标，供电需求甚至低于5V@100mA，当年的安卓手机，通常需要5V@900mA，数码相机等可移动高功耗的消费类产品的充电需求进一步提升，USB-IF为了应对这种状况规定，USB2.0 Spec中最大功率为5V@500mA，USB3.0 Spec中最大功率为5V@900mA，进一步的充电需求，重新开启了一个附属Spec，BC1.2(Battery Charge V1.2)，这个Spec专门规定了USB接口可以最大功率到5V@1.5A。

　　事实上，消费类电子的发展超过所有人的预期，尤其是智能手机的发展，充电需求进一步提升，然而，USB-IF定义的充电标准逐步不适应日新月异的消费类统招市场。然后各大厂商开始充电协议标准的混战。高通的QC2.0以及QC3.0，Apple的Apple Charging协议，三星的AFC协议，华为的FCP以及SCP协议，OPPO或者VIVO的VOOC低压直充协议，联发科的MTK协议。各种各样的协议，百家争鸣。但是无可辩驳的是，这些充电协议为了提升兼容性，只能在USB-IF的BC1.2协议基础上进行开发。USB-IF是不承认这些私有的充电协议，甚至USB-IF讨厌这些私有协议，因为这些私有协议的出现，将USB充电标准的兼容性和通用性弄得一团糟，例如，华为的快充无法给OPPO的手机快充，最多5V@1.5A功率，这对于消费者来说，也是一个坏消息。

　　USB-IF为了应对快速变化的市场，对USB充电协议进行了一次更新迭代，USB PD V1.0（Power Delivery V1.0），可能大家在这儿有疑问，表示V1.0的USB PD Spec是什么？没听过。正常，USB PD V1.0是一次失败的USB协议更新换代！

　　USB PD V1.0是在USB3.0的基础上，结合TypeA接口和TypeB接口推出的充电协议标准。然而，TypeA和TypeB接口的物理触点数量相对固定。因此USB PD V1.0协议的通信信道设置在VBUS上（即电源线），通过电源线的高频信号耦合，做数据通信，进而确定充电电压电流等信息。这种通信方式称呼为BFSK。然而，实际上这样的设计成本高昂，设计复杂，并不能被半导体厂商和OEM所接受。

　　

　　BFSK

　　USB-IF制定的充电协议已经不适应目前的消费类市场，而且笔记本或者其他消费类产品的发展趋势逐渐小型化，越来越薄，物理接口的大小也开始出现不适用的情况；数据通信的带宽也有了更高的需求。USB接口总是需要插3次才能插成功的痛点也给消费者带来不便。市场上种种不同的接口给消费者带来巨大的困扰。种种原因导致USB-IF终于痛下决心，改进物理接口，在USB PD V1.0的基础上，对通信信道进行调整优化。然后我们迎来了TypeC接口以及USB PD V2.0。

　　总而言之，USB接口的发展，主要是物理接口、数据通信协议、以及电源功率上进行更新换代。本节内容介绍到此，下一节将会详细描述TypeC接口，以及USB PD2.0相关内容，敬请关注头条号。各位读者，如果本人有哪些不对之处可以在评论区域发表自己的观点，多多益善，共同进步。或者，如果有读者想要了解的关于USBPD主题的内容，也可以评论里面留言，本人会在之后的文章中分享出来。