USB-C 如何影响 USB 对“主机”和“外设”的区分？

Question

USB 始终区分设备可以运行的“主机”和“外设”角色：有一个管理总线的“主机”（例如 PC），并且可以有许多连接的“外设”与主机通信。您无法将主机连接到主机，也无法将外围设备连接到外围设备。这种区别历来是由连接器强制执行的：主机具有 A 型插座，外围设备具有 A 型插头或 B 型插座。

然而，USB-C 对主机和外围设备使用相同的连接器。这让我想知道是什么决定了哪一位将成为主持人。USB-C 电缆是否有“主机端”和“外围端”，即使它们看起来相同，但在电气上可以区分？设备是否会协商哪一个将成为主机？如果是这样，他们使用什么标准？

与此相关的是，USB 主机历来为外围设备提供电源，既让它们运行（例如 USB 鼠标和闪存驱动器），又为其电池充电（例如手机）。通过 A 型和 B 型连接，哪个设备将为哪个设备充电始终一目了然。对于Type-C，情况就不那么清楚了。

我的手机 (Nexus 5X) 和平板电脑 (Pixel C) 都有 USB-C 端口，我发现如果我用 USB-C 线缆将它们连接在一起，平板电脑总是默认为手机充电，无论采用哪种方式我连接电缆。但如果我使用 USB-C OTG 适配器和 A-to-C 电缆连接它们，则连接到适配器的设备始终是提供电源的设备，这可能会导致手机为平板电脑充电。因此，当涉及 USB-A 端口时，似乎存在强制充电方向，但通过本机 USB-C 连接，设备可以以某种方式找出电源流动的“正确”方向。他们如何确定这一点？如果我将两部相同的手机或两台带有 USB-C 端口的笔记本电脑连接在一起会发生什么？

由于上面有一堆小问题，这里是一个大问题：USB 连接的某些元素必须是定向的（主机与外围设备，以及充电方向），那么 USB-C 连接如何确定哪个是方向性的？哪个？

Answer 1

由于这个问题还没有结束，我就在这里回答一下。

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在 USB C 中，设备可以扮演的角色是独立的数据和电源角色。这些都是通过通过配置通道发送数据包来协商的 - USB C 有一条单独的 CC 线用于此目的，这是传统 A/B 连接器所缺少的。USB 供电标准中对此进行了全部规定。（虽然 USB Type-C 标准使用 USB PD 协议，但理论上 USB PD 可以用于其他地方。）

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权力角色可以是

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1. 提供者也称为来源
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2. 消费者也称为汇。
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3. 双角色电源(DRP) 端口。
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对于数据

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1. 没有数据
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2. 面向下游的端口(DFP)——这意味着它发送数据。
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3. 面向上游的端口(UFP) 这意味着设备接收数据。监视器或鼠标就是一个例子。
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4. 双重角色数据端口 (DRD)。连接处的端口\xe2\x80\x99s 电源角色决定了其初始角色。源端口承担DFP的数据角色，而宿端口承担UFP的数据角色。如果一个端口既是 DRP 又是 DRD，将它们连接在一起将随机将一个端口锁定到源和 DFP，另一个端口锁定到接收器和 UFP。一旦完成初始连接，就可以根据需要协商角色交换。
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众所周知，USB C 非常灵活（用不太仁慈的话来说：它是一个巨大的混乱），并且很难在上面的列表中给出好的例子。例如，便携式显示器上的 USB C 端口可能是：

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1. 没有数据角色的电源接收器 - 这可能用于通过 USB C 充电器为显示器供电，同时通过 HDMI 甚至从无法提供足够瓦数的另一个 USB C 端口上的笔记本电脑提供视频。
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2. 用于视频和潜在数据的 UFP。\xe2\x80\x8b这可能是一个电源接收器。
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3. 如果它有内置电池，它可能是 UFP 和为从中获取视频的设备充电的电源。也可能有一个菜单选项可以在源和接收器角色之间切换，这样笔记本电脑可以为显示器充电，或者显示器可以为笔记本电脑充电。
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4. 同样，如果内部有电池，它也可以充当扩展坞，这样它就可以提供一个作为 DFP 和电源的端口。
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5. 它可能会配备一个与扩展坞交叉的电池组，而不是显示器内的电池，为此它可能会提供一个 DFP（即电源接收器）。
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对于问题中的示例，如果您有一个提供 USB A 插座的适配器并且符合标准，则它将在另一端配备 USB C 公头连接器。将 USB C 端插入设备将强制该设备承担 DFP 角色，并且还将为连接的传统 USB 设备提供 5V 电压。这既不是源模式也不是接收器模式，它是一种传统模式。它不是通过良好的谈判，而是通过一些阻力来强制的。顺便说一句，没有“USB C OTG”这样的东西，这是营销术语。

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