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USB Type-C 型接口之所以能被绝大多数电子设备采用，简单来说它具有如下优势：①支持正反插、②支持双向最大100W 电力传输、③支持协议扩展。
这三个功能都离不开Type-C 接口中的 Configuration Channel，简称 cc。
什么是 Configuration Channel (cc) ？
如上图所示，它是位于 Type-C Connector 中的两个 pin（A5、B5），是 Host 和 Device 之间重要的配置通道。
Type-C 的 Receptacle 和 Plug 连接后，不仅仅有 cc 的电平识别，还有基于 cc 的 PD 协议通讯。因此 cc 的主要功能是，Detection Device，Check Positive and negative，Configure Data Bus，Negotiate Power For Vbus，Discover and Configure Alternate Mode。
三种 Type-C Port 硬件线路设计
一个 USB-C 接口到底是Power Source，还是 Power Sink，并不取决于它是
Type-C Receptacle 还是 Plug。两个 Type-C 连接器连接后，电源最初方向和
内部 cc pin 电平密切相关。对于 Type-C 接口有三种硬件设计类型，如下所述。
A. Source Configuration Channel Functional Model
即硬件设计上作为一个 Power Source Port（和 Receptacle/Plug 无关），有如下功能：
- Source 端的 PD Controller 使用 FET 去控制 Vbus 的 Power，未连接 Sink 时Vbus 关闭。
- Source 端分别在 cc1/2 上连接 Rp 电阻，当 Sink 设备接入，cc 电压会被 Sink 设备上的 Rd 拉低一定程度，因此 Source 端根据 cc 电压即可判断是否有 Sink 接入。
- Source 端根据 cc pin 拉低的情况，侦测并建立正确的 USB3.0 Data Path，控制 MUX 保证USB3.0 data path 处于导通状态。同时决定用未拉低的 cc pin 作为 Vconn输出，拉低的 cc pin 作为 PD 通讯。
- Source 端一旦检测到 Sink 接入，就会提供 Vbus 和 Vconn Power。
- Source 端能够动态调整 Rp 的值，改变提供给 Sink 的 Current Level。
- Source 端会持续检测 cc 电压状态，以判断 Sink 是否处于接入状态。一旦 Sink 移除，Source 会关闭 Vbus 和 Vconn。
B. Sink Configuration Channel Functional Model
即硬件设计上作为一个 Power Sink Port（和 Receptacle/Plug 无关），有如下功能：
- Sink 端在 cc1/2 上同时接 Rd 电阻，以改变 Power Source 端 cc 电压。
- Sink 端以 Vbus 上是否有 Power 判断 Source 端是否接入
- Sink 端根据 cc pin 拉高的情况，侦测并建立正确的 USB3.0 Data Path，控制 MUX 保证 USB3.0 data path 处于导通状态。
- Sink 端可以根据实际设计，侦测 cc 电压（Power Source 端 Rp 值不同，cc 分压不同），以判断Source 端当前的 Current Level。同时需要管控自身的负载，防止 Source 端过流。
C. DRP Configuration Channel Functional Model
即硬件设计上作为一个 DRP，即 Dual Role Power（和 Receptacle/Plug 无关）既可以供电也可以受电，有如下功能：
- DRP 端使用 FET 去控制 Vbus 的 Power，作为 Source 时，默认 Vbus 关闭。
- DRP 端使用开关，分时连接 Rp 或者 Rd，使其对外呈现的 Source 和 Sink 状态来回切换。
- 关于 Source、Sink 的切换，在最开始连接时，有如下逻辑
a. 在建立连接状态前，DRP 呈现的 Source 或者 Sink 会来回切换。切换周期为
tDRP（500--100ms），Rp 呈现的时间为 dcSRC.DRP（30%--70%），切
换时间为 tDRPTransition（0--1ms）。Type-C 接口规范定义 Rp 呈现时间
是在 30%--70%占空比范围内变化的。但是有些 PD 设计为没有变化，固定
50%占空比。
b. 当 DRP 呈现为 Power Source 时，遵循 Source Port 行为。
c. 当 DRP 呈现为 Power Sink 时， 遵循 Sink Port 行为。
USB-C 接口功能
基于上述三种Type-C 接口硬件设计，仅依靠 cc 电压识别就可以完成如下功能。
连接侦测
Type-C 接口的 Vbus 默认是没有电压的。当 Source 端侦测到 Sink 接入后，才会在 Vbus 上输出 Power。如下图，Source 端在两个 cc pin 上呈现上拉电阻 Rp，对外都呈现高电平。Sink 端在两个 cc pin 上呈现下拉电阻 Rd，对外呈现都呈现低电平。
Type-C to Type-C Cable 上设计一个 cc 下拉 Rd，一个 cc 下拉 Ra。当 Source 端侦测到 cc 电压变化后，即认为有 Device 接入。
Power Source 端会在 Rd 下拉的 cc pin 上完成后续的 PD 协议通讯，在 Ra 下拉
的 cc pin 上输出 Vcoon Power。
正反侦测
Type-C 接口规范定义 cc1 pin 接 Rd 后，为正向接入。cc2 pin 接 Rd 后，认为是反向接入。然而实际使用中，无法确定哪个是 cc1 pin 哪个是 cc2，因此正反插都是相对而言。
Power 能力识别
在单纯的 Type-C 接口中，即使没有 PD 通讯，Power Sink 端也可以识别到 Power Source 端的供电能力。
Power Sink 端侦测到 cc pin 上的电压值，即可判断出 Power Source 端供电能力。Power Source 端 Rp 取值情况，以及 cc 通讯时电压如下表。
如下示波器波形，是 Pull High 是 3.3V，声明 5V@3A 的情况下，cc 通讯时
电压为，(5.1/(4.7+5.1)*3.3=1.1717V。
Cable 侦测
对于 Type-C to Type-C 的转接线来说，其内部只有一个 cc pin 用于导通 Host/Device 端的 cc，用于 PD 协议通讯。
对于不含 e-Mark 的 Passive Cable 不存在另外一个 cc pin，内部是断开的。
对于有 e-Mark 的 Active Cable，另外一个 cc pin 设计下拉电阻 Ra，大小为 800-1200Ω。
当 Source 在 cc pin 检测到 Ra 时，会在对应的 cc pin 上输出 Vconn Power 用于给 Active Cable 中的 IC供电，以便 Source 端读取 e-Mark 中存储的 Cable 信息。一般来说 Vconn 电压 2.7-5.5V，功率最大 1.5W。
e-Mark IC 是一个 Support PD 协议的控制器，内部存储了 Cable 的 Data/Power 传输能力。
某些 Active Cable 中还存在 Re-Driver 用于增强高速信号的驱动能力。
数据线配置
在 USB-C Receptacle 接口中，是有两组 USB2.0 信号的，所以不管 Plug 以何种
方向接入，USB2.0 信号总是正常导通的。但是对于 USB、DP、TBT、PCIe 等高速信号必须用 MUX 芯片完成切换才能正常导通。
以 PS8812 6进4出 MUX 为例，传输 USB3.0 信号时。
正插，USB3.0 信号走 Rx/Tx-1。
反插，USB3.0 信号走 Rx/Tx-2。
所以 PD 芯片需要侦测到正反插，然后通过 GPIO 告知 PS8812 切换内部开关，导通 USB3.0 信号。
以 PS8812 6进4出 MUX 为例，传输 USB3.0 + DP 信号时。
正插，USB3.0 信号走 Rx/Tx-1，2-Lane DP 走 Rx/Tx-2。
反插，USB3.0 信号走 Rx/Tx-2，2-Lane DP 走 Rx/Tx-1。
所以 PD 芯片需要侦测到正反插，然后通过 GPIO 告知 PS8812 切换内部开关，导通 USB3.0 和 DP 信号。
如下两种功能需要 PD 协议配合
PD 供电协商
对于 USB-C 接口，由于硬件的设计，连接后默认 Power Source 端只会提供最大
15W（5V@3A） 的供电，而且反向不可再切换供电方向。借助于 PD 协议，USB-C 口在连接后，可以协商供电功方向和供电功率（最大100W，20V@5A）。
AltMode 配置
对于 USB-C 接口，不局限于传输 USB2.0 和 USB3.0 信号。还可以借助于 PD 协议配置AltMode，支持 DP、TBT、PCIe、USB4 等协议的传输。
常见的几种连接 Type-C 接口连接
Source Only 和 Sink Only 连接，两端安照各自 Power 角色继续工作。
Source Only 和 DRP 连接，当 DRP 的 cc 呈现低电平时，两端连接状态建立。
DRP 端按照Power Sink 角色继续工作。
Sink Only 和 DRP 连接，当 DRP 的 cc 呈现高电平时，两端连接状态建立。
DRP 端按照Power Source 角色继续工作。
当 DRP 和 DRP 连接。按照标准，DRP 的 Rp 和 Rd 是动态切换的，而且变化频率不固定。因此 DRP 连接后，Source/Sink 是随机建立的。一旦 Source 和 Sink 确定，各自按照其角色继续工作。根据需要借助于 PD 协议完成高级的 Power Level 协商和 Power Direction 切换。
USB-C 兼容设计
USB Type-C 作为一个全新的 USB 接口，和 USB Type-A/B 接口是完全不同的设计，兼容性必然是 Type-C 接口需要考虑的问题，主要是电源兼容和 USB 通讯兼容。
Type-C 接口实际使用时必须和当下 Type-A/B 的 Host、Device、Cable 相互兼容，转接线就必不可少了。USB Type-C 规范针对兼容的转接线也提出了设计规范。
Type-A 接口设计
本文仅以 USB Type-A 型标准接口对比阐述 USB-C 接口的兼容设计，所以先介绍下 USB Type-A 型接口的电源和 USB 通讯。
对于 USB Type-A 型接口，Receptacle 端必然是 Power Source，Plug 端必然是 Power Sink。对于 USB2.0 接口只有 D+/- 负责 USB2.0 通讯。
对于 USB3.0 接口兼容 USB2.0，D+/- 负责 USB2.0 通讯，Tx/Rx 差分信号线负责 USB3.0 通讯。
兼容 Type-A
USB Type-C 接口为了兼容 Type-A 接口，设计了两种转接线。
Type-C Plug 转 Type-A Plug
如上图，Type-C Plug 内部设计 Rp，呈现为 Power Source。不管 Type-C Plug 接入 Power Sink 或者 DRP 接口都能作为供电端。
另一端 Type-A Plug 只能作为 Power Sink 连接 Power Source 的 Type-A Receptacle 取电。
上述表格即是 USB Type-C 转 Type-A Plug 连接线的内部引线顺序。
需要注意的是 A5需要通过 Rp 连接至 Vbus。其他未描述引脚全部悬空。
Type-C Plug 转 Type-A Receptacle
如上图，Type-C Plug 内部设计 Rd，呈现为 Power Sink。不管 Type-C Plug 接入 Power Source 或者 DRP 接口都能作为受电端。
如此转接线的另一端 Type-A Receptacle 就可以作为 Power Source。
上述表格即是 USB Type-C 转 Type-A Receptacle 转接线的内部引线顺序。
需要注意的是 A5需要通过 Rd 连接至 GND。其他未描述引脚全部悬空。
当然除了 Type-C 接口规范中定义的转接口外，还能见到 Type-C Receptacle 转 Type-A Plug，原理和上述转接口类似。
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