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Windows 10 支持新 USB 连接方案 Aaron Tao, Microsoft KW Chow, Intel

Windows 10 引入了新一波 USB 方案：Dual Role 和 USB Type-C Tech Ready 15 2/22/2019 Windows 10 引入了新一波 USB 方案：Dual Role 和 USB Type-C © 2012 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

议程 会议议程 USB Dual Role 和 USB Type-C 简介 Tech Ready 15 2/22/2019 议程 会议议程 USB Dual Role 和 USB Type-C 简介 如何构建支持 USB Dual Role 和 USB Type-C 的系统 对 Windows 上的 USB Dual Role 和 USB Type-C 的软件支持以及 OEM 指南 © 2012 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

USB Dual Role 和 USB Type-C 简介 2/22/2019 5:15 AM USB Dual Role 和 USB Type-C 简介 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

Dual Role 简介 USB 基本知识 什么是 Dual Role？ 两种 USB 模式：USB 主机和 USB 设备 2/22/2019 5:15 AM Dual Role 简介 USB 基本知识 两种 USB 模式：USB 主机和 USB 设备 USB 主机模式可引发数据转移并以传统方式供电 USB 设备模式可响应数据请求并以传统方式耗电 什么是 Dual Role？ Dual Role 使设备能够充当 USB 主机或 USB 设备 示例：手机既可以作为 USB MTP 设备连接到电脑，也可以作为 USB 主机连接到其他 USB 外设 Dual Role 端口术语： USB 主机模式下的端口称为“面朝下游的端口”(DFP) USB 设备模式下的端口称为“面朝上游的端口”(UFP) © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

USB Type-C 简介 新的 USB Type-C 连接器 新增功能 支持 USB Type-C 的设备何时面市？ 2/22/2019 5:15 AM USB Type-C 简介 新的 USB Type-C 连接器 具有 24 个引脚、正反皆可插、可逆的新 USB 连接器，大小几乎与 USB micro-B 连接器相同 对第 2 代 USB 3.1 (10Gb/s) 的支持 电缆至少可承载 5V, 3A 的电源容量 为与旧 USB 设备兼容而定义的适配器 新增功能 “功率输出”使设备可以供给和消耗高达 20V, 5A 的电量 “备用模式”使非 USB 协议能够通过 USB Type-C 连接器 备用模式示例：DisplayPort、Thunderbolt、MHL 支持 USB Type-C 的设备何时面市？ 大量早期产品预计在 2015 年下半年面市 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

适用于 Windows 系统的 USB 方案 外部显示器 备用模式 备用模式到扩展坞 扩展坞 系统电源 外部存储设备 充电 + 数据 2/22/2019 5:15 AM 适用于 Windows 系统的 USB 方案 外部显示器 C C 备用模式 C 备用模式到扩展坞 扩展坞 C 系统电源 C C C C 外部存储设备 充电 + 数据 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

适用于 Windows 系统的 USB 方案 USB 主机 + 内置设备类驱动 程序支持 通过 Type-C 的备用模式 2/22/2019 5:15 AM 适用于 Windows 系统的 USB 方案 USB 主机 + 内置设备类驱动 程序支持 通过 Type-C 的备用模式 对 USB 设备的通用应用 访问权限 通过“功率输出”更快充电 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

2/22/2019 5:15 AM 演示 1：USB Dual Role © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

如何构建支持 USB Dual Role 和 USB Type-C 的 系统 2/22/2019 5:15 AM 如何构建支持 USB Dual Role 和 USB Type-C 的 系统 KW Chow, Intel © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

USB Type-C 引脚图 插座 插头

配置通道 (CC1/CC2) 插座中包含 2 个 CC 引脚，电缆/插头扁平封装中仅包含一个 CC 引脚/线 2/22/2019 5:15 AM 配置通道 (CC1/CC2) 插座中包含 2 个 CC 引脚，电缆/插头扁平封装中仅包含一个 CC 引脚/线 从功能上说，配置通道用于达到以下目的： 检测 USB 端口的连接，如 DFP 到 UFP 解决电缆定向问题并旋转连接，建立 USB 数据总线布线 在两个相连端口（主机/设备）间建立 DFP 和 UFP 角色 在 DFP 和 UFP 间进行 DRP 切换 发现和配置电源：USB Type-C 电流模式或 USB 功率输出 发现和配置可选的备用模式和附件模式 未使用时改用作 VCONN © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

USB Type-C 的新组件 交叉多路转接器 多路转接器/切换开关 转接驱动程序/重定时器 电缆/连接器 USB 功率输出控制器 2/22/2019 5:15 AM USB Type-C 的新组件 交叉多路转接器 多路转接器/切换开关 转接驱动程序/重定时器 电缆/连接器 USB 功率输出控制器 端口控制器 ESD 保护/EMI 缩减组件 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

仅限 USB 的 Type-C 解决方案（无多路转接器） 2/22/2019 5:15 AM 仅限 USB 的 Type-C 解决方案（无多路转接器） 中继器 Type C 连接器 主机 2.CMC USB3 SS 端口 1 *如果迹线长度超过标线 无多路 转接器 3.ESD USB3 SS 端口 2 CMC USB2 端口 1 *如果支持 BC1.2 ESD USB 功率输出 BC1.2 CC *如果支持 USB 功率输出 可选 对每个 Type-C 连接器使用 2 个 USB3 SS 端口和 1 个 USB2 端口 增加 IO 端口，降低解决方案成本 不需要多路转接器和功率输出控制器 仍需要通过离散逻辑或集成控制器配置 Vbus/Vconn 控件 仅当所有端口都支持 Dual Role 时才支持 Dual Role © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

仅限 USB 的 Type-C 解决方案（配备多路转接器） 2/22/2019 5:15 AM 仅限 USB 的 Type-C 解决方案（配备多路转接器） 主机 USB3 SS 端口 多路 转接器 中继器 2.CMC 3.ESD Type C 连接器 BC1.2 CMC ESD CC USB 功率输出 USB2 端口 *如果支持 BC1.2 *如果迹线长度超过标线 EC 对每个 Type-C 连接器使用 1 个 USB3 SS 端口和 1 个 USB2 端口 需要多路转接器和 CC 硬件逻辑 Dual Role 检测和配置由 USB 功率输出或 EC 负责 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

备用模式 基本功能要求 必须提供最低的 USB2 功能 允许在连接时使用“功率输出通过 CC 发出信号”配置为新协议 2/22/2019 5:15 AM 备用模式 基本功能要求 必须提供最低的 USB2 功能 允许在连接时使用“功率输出通过 CC 发出信号”配置为新协议 如果备用模式协商失败，则设备需要提供 USB Billboard 设备类接口 规范允许最多重新协商 12 个引脚供备用模式使用 备用模式示例： DisplayPort Thunderbolt MHL 任意供应商定义的引脚组合 协商使用通过 CC 发送的 USB 功率输出消息进行 这 12 个引脚是用于重新协商的候选引脚 SBU2 SBU1 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

USB + DisplayPort USB Type-C 解决方案 2/22/2019 5:15 AM USB + DisplayPort USB Type-C 解决方案 主机 USB3 SS 多路 转接器 1.中继器 2.CMC 3.ESD Type C 连接器 可选 BC1.2 CMC ESD USB 功率输出 USB2 端口 1 *如果支持 BC1.2 DP 高清音频 编解 码器 音频 CC1 CC2 AUX+/AUX- SBU1 SBU2 HPD EC 若要进入/退出备用模式，备用模式必须支持 USB 功率输出结构的 VDM 需要多路转接器 由 VESA 定义的 DP 备用模式引脚映射 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

USB 功率输出策略管理器 OPM（操作系统策略管理器） PPM（平台策略管理器） LPM（本地策略管理器） 2/22/2019 5:15 AM USB 功率输出策略管理器 OPM（操作系统策略管理器） 将基于操作系统的任意请求传递到 Type-C 连接器/设备，或反之 特定于操作系统 PPM（平台策略管理器） 管理系统上的 Type-C 端口并向其应用默认策略（系统策略、功率 输出） 特定于平台（硬件/固件供应商所提供的软件） LPM（本地策略管理器） 平台上的单独 USB Type-C 策略管理器 一个 LPM 适用于每个 Type-C 连接器 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

演示 2：配备 USB Type-C 的功能齐全的 USB 系统 2/22/2019 5:15 AM 演示 2：配备 USB Type-C 的功能齐全的 USB 系统 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

Windows 10 中 Dual Role + USB Type-C 的软件支持 2/22/2019 5:15 AM Windows 10 中 Dual Role + USB Type-C 的软件支持 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

Windows 10 中支持哪些方案？ Dual Role 方案 USB Type-C 方案 错误处理方案 2/22/2019 5:15 AM Windows 10 中支持哪些方案？ Dual Role 方案 启用 Mobile SKU 平台连接到 USB 设备/外设 USB Type-C 方案 连接到所有 USB Type-C 外设 通过 USB Type-C 电流和/或功率输出更快充电 允许 USB 主机通过连接的 USB 外设进行充电 使用备用模式通过 USB Type-C 输出视频/音频 错误处理方案 Windows 将自动检测错误方案并提供用户体验，使最终用户更容易适应全新的 Dual Role 和 USB Type-C 世界中的局限 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

Windows 中的 Dual Role 支持 适用于 Mobile SKU 的 USB 设备 Mobile SKU 不支持驱动程序安装 2/22/2019 5:15 AM Windows 中的 Dual Role 支持 适用于 Mobile SKU 的 USB 设备 Mobile SKU 不支持驱动程序安装 Mobile SKU 将包含对最常用设备类驱动程序的内置支持 （见表格） 对于不使用任何内置类驱动程序的设备，WinUSB 将包含 在内 USB 主机类驱动程序 Windows 10 移动版 USB 集线器 (USBHUB) 是 HID - 键盘/鼠标（HidClass、KBDCLass、MouClass、 KBDHid、MouHid） USB 大容量存储设备（大容量和 UASP） 通用 USB 主机驱动程序 (WinUSB) USB 音频输入/输出 (USBAUDIO) 串行设备 (USBSER) 蓝牙 (BTHUSB) 打印 (usbprint) 否 扫描 (USBSCAN) 网络摄像头 (USBVIDEO) 媒体传输协议（MTP 发起程序） 远程 NDIS (RNDIS) IP over USB (IPoverUSB) © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

Windows 中的 USB Type-C 支持 2/22/2019 5:15 AM Windows 中的 USB Type-C 支持 更快充电、充电方向性 现有的电池结构允许平台支持 USB Type-C 电流或功率输出充电 硬件/固件必须不断更新这些电池结构 充电策略必须由硬件/固件实现 要消耗多少电量？ 哪台设备应该供电/耗电？ 不存在用于在 Win10 中管理充电策略的内置最终用户控件/用户界面（对于将来的版本则正在调查） 备用模式上的音频/视频输出 Windows 将 USB 上的备用模式视作是通过本机连接器连接的 示例：作为 USB 上的备用模式的 DisplayPort 类似一个 DisplayPort 连接器 备用模式协商必须由硬件/固件实现 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

Windows 中的错误处理 Dual Role 错误 充电器不匹配错误 备用模式错误 2/22/2019 5:15 AM Windows 中的错误处理 Dual Role 错误 情况：Mobile SKU 平台连接到了不受支持的 USB 设备类 情况：两个 Desktop SKU 平台连接到一起 情况：两个 Mobile SKU 平台连接到一起 Windows 将在不更改任何硬件/固件的情况下，自动检测这些 Dual Role 错误 充电器不匹配错误 情况：最终用户试图通过其手机 USB 充电器对笔记本电脑进行充电 Windows 允许 OEM 通过某个固件接口向操作系统报告其设备的最低 USB Type-C 充电要求 备用模式错误 情况：最终用户将 DisplayPort 平板电脑连接到 MHL 电视 Windows 将使用 Billboard 设备为最终用户提供故障排除用户界面 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

适用于 OEM、IHV 的主要要求 USB Type-C 固件和 Windows 之间的接口 Billboard 设备 2/22/2019 5:15 AM 适用于 OEM、IHV 的主要要求 USB Type-C 固件和 Windows 之间的接口 用于向 Windows 说明硬件状态 Windows 所使用的主要功能 关于连接器是解析为 DFP 还是 UFP 的信息 引发数据角色切换的能力 有关充电器偏好的信息 Billboard 设备 如果发生备用模式协商错误，则必须由备用模式外设显示 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

适用于 OEM 的 USB 测试工具 Microsoft USB 测试工具 (MUTT) 2/22/2019 5:15 AM 适用于 OEM 的 USB 测试工具 Microsoft USB 测试工具 (MUTT) Windows HLK 使用基于 MUTT 的测试，系统构建人员可使用这些测试评估质量 功能： 基本 USB 数据传输、控件传输 模拟 USB 设备类 Dual Role（角色切换）测试 将来的 USB Type-C 版本，可帮助测试人员选择 USB Type-C 方案 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

主要内容 在 2015 年，可通过 Dual Role 和 USB Type-C 实现的新方案将改变用户看待 USB 连接的方式 2/22/2019 5:15 AM 主要内容 在 2015 年，可通过 Dual Role 和 USB Type-C 实现的新方案将改变用户看待 USB 连接的方式 硬件和软件集成对于确保良好的 USB Dual Role/Type-C 体验至关重要 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

请对本会议进行评价 您的反馈对我们至关重要! Tech Ready 15 2/22/2019 请对本会议进行评价 您的反馈对我们至关重要! 请通过以下链接访问评价表: © 2012 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

关于预发布产品的某些信息可能在其商业发布之前被实质性地修改。对于此处提供的信息，微软不作出明示或默示的保证。 2/22/2019 5:15 AM (c) 微软公司。版权所有。本文件按“现状”提供。本文件中呈现的信息和视图（包括URL和其他对互联网网站的引述）可能在未经通知的情况下变更。您承担对其进行使用的风险。本文件不向您提供对于任何微软产品之中的任何知识产权的任何法律权利。您可以复制并将本文件用于内部参考用途。   关于预发布产品的某些信息可能在其商业发布之前被实质性地修改。对于此处提供的信息，微软不作出明示或默示的保证。 © 2014 Microsoft Corporation. All rights reserved. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.