事實上，在USB出現以前，就已經存在各種不同的連接技術，分別針對特定的產品應用，發揮獨特的優勢。相關的拓撲涵蓋了各種形態、規格與腳位組態的序列與平行匯流排，如此一來，就無法使用單純而統一的方式連接多重裝置，無法實現「隨插即用」。個別的接頭則採用了各自的通訊協定，每種協定也分別化為不同的實體介面，導致各種周邊裝置大致依據介面分別劃分的情況。
USB在1996年問世之後，實體介面終於邁向標準化，這得歸功於通用接頭的設計以及第一款真正實現「隨插即用」體驗的強大驅動程式。如此一來，同時使用多重周邊裝置更為容易，更能確保迅速而優異的資料傳輸速度，這樣的成就不僅卓著，更開創了USB介面的後續發展與無限可能。
多媒體裝置也好，儲存解決方案也罷，有了這種新技術，才能簡單輕鬆地連接至個人電腦，大量資料檔案的傳輸也不再曠日費時。值得注意的是，在相關規格持續演進的過程裡，USB技術的指導委員會強烈主張向後相容性不容妥協，確保了這種規格長期成為業界主流以及較具吸引力的選擇。
Type-C供電/傳輸兼顧
USB支援供電的能力幾乎與資料傳輸能力同等重要。表1反映了USB Type-C充電裝置的充電能力。而USB連線供電已經成為目前最普遍的攜帶式裝置充電方式，因此移往USB Type-C接頭之後，這種方式勢必更加根深蒂固。
藉由USB接頭的標準化，製造商就能透過單一連線，同時滿足資料傳輸與電力供給的兩大需求，同時消費者所選購及使用的變壓器也得以邁向標準化。智慧型手機製造商固然花費了許多年的時間才達成共識，確保USB介面的供電與充電成為主流，可以預期的是，產業整體也會非常樂意接受USB Type-C接頭的新規格。
這當中的主因確實是更優越的資料傳輸能力，但更高的供電功率同樣也是相當重要的考量。
在USB Type-C接頭問世之後，USB的現有地位幾乎取代了消費電子產品領域的其他各種介面。
它能以一條連接線同時支援了裝置供電、原始資料以及HDMI、DisplayPort等多媒體介面，這項特質自然成為USB普及於所有家庭以及各種裝置的最大功臣(圖1)。
USB Type-C介面已能支援DisplayPort 1.4(速度高達8.1Gbps)及HDMI 2.0(速度6Gbps)等規格，這意謂著USB 3.2的連線可以針對種類繁多的多媒體裝置同時提供電力以及資料傳輸，相關裝置包括機上盒、數位投影機，乃至於筆記型電腦等。
人們已經看到了部分的筆記型電腦僅提供USB Type-C介面，這點大幅簡化了纜線需求，但同時也造就出各種USB擴充基座在短期、中期內的市場需求，據此繼續支援舊款裝置。
USB 3.2 Gen2的SuperSpeed Plus USB運作速度高達10Gbps，推出後將可確保USB介面繼續主導包括虛擬實境(VR)在內的新興產品應用。這點大幅簡化了原有的VR體驗，只需一條資料線，就能取代影像、電源和資料的多重連線。
USB 3.2資料速率更高，能促使高解析度內容在電腦與耳機之間快速傳輸或串流，同時也能針對垂直消費者以外的其他產品應用締造價值，例如汽車市場的工業機器視覺及成像。
許多圖形應用，例如電玩遊戲、VR、機器視覺、醫學影像、汽車及自動化交通工具等，都需要更高的頻寬來傳輸影像內容。
這指的經常是USB Type-C第1代以及USB Type-C第2代之間最關鍵的差異，也就是速度。
第1代支援5Gbps的傳輸速度；至於第2代的速度則加倍提升至10Gbps。Gen1和Gen2都能透過USB Type-C介面支援高達100W的供電。
以Type-C實現安全供電
若能透過資料傳輸線材直接提供這種等級的電力，就能在大多數的筆記型電腦上直接省略專用的電源孔，此外也能針對新的USB產品應用開展出更多可能性。舉例來說，這項功能可以擴大應用於住家自動化，也能用於電力需求更高的各種工業應用。
這種等級的供電十分強大，因此近期USB開發者論壇正朝向USB充電裝置認證的方向努力規畫設想，令人感到非常欣慰。如圖2的標誌就是從這裡衍生出來的，用以標示充電器供電能力的輸出瓦數。而處理供電的其實是USB Type-C接頭上的專用傳輸通道，使用了訊息通訊協定，允許個別裝置互相協調所需的電力以及流動方向。這些機制也是為了打擊市場中的仿冒充電裝置可能帶來的威脅，並且針對侵權者盡力檢舉。
Type-C實作考量
藉由USB Type-C規格實作USB 3.2新功能，勢必將為研發人員帶來額外的設計挑戰。
舉例來說，兩項裝置連接之際，必須設法判定哪一方是主機、哪一方是裝置，在特定的情況下，也會遇到雙方同時支援雙重角色模式的可能性，兩邊都能分別扮演主機或外接裝置。舉例來說，平板電腦對於隨身碟來說可以扮演主機的角色，相對於個人電腦則可以作為外接裝置。
相關的協調與聯絡，則取決於連線本身是否僅支援資料傳輸，或同時支援資料以及替代模式，例如影像等。同時這當中也包含了供電需求，例如主機/裝置究竟是需要接受供電還是負責支援供電。
其他的考量則包括了資訊交換，藉此確認需要或支援什麼樣的資料速度，以及主機/裝置是否相容於Gen1或Gen2規格等等。此外，尚須一併考量連線的組態設定，畢竟USB Type-C接頭的設計不論是正面或是反面都能插入插槽，沒有所謂的插對了或者插反了。
為了克服這個問題，通常會另外使用多路裝置翻轉連線，如欲同時支援資料與影像傳輸，就需要包含交叉切換器(Crossbar Switch)，才能引導正確的連線內容流向正確的接腳。至於目前有三種模式可供使用：僅限資料、資料外加兩通道的DisplayPort，或是四通道的DisplayPort。
這些設計都能透過專屬的USB Type-C連接埠控制器予以提供，它是能以5A的電流，提供高達20V的電力(100W)，搭配電源開關進行運作。而對VR之類的其他應用來說，可能會需要加入多路裝置來切換SuperSpeed通道，並以DisplayPort四通道提供SuperSpeed USB功能。
此外也可能需要訊號轉接驅動器，它能確保介面與控制器之間維持更長的使用壽命，為通道上限提供高達10dB的雜訊餘裕，降低訊號完整性的相關問題。圖3則顯示可供使用的USB Type-C解決方案。主動式纜線勢必成為今後普及的主流，內部配備嵌入式中繼器。
資料透過纜線傳輸，就如同電線供電，難免會帶來瞬態。廠商如Diodes提供多種瞬態電壓抑制器(TVS)，能符合SuperSpeed訊號適用的嚴格負載電容限制等，其能為USB Type-C內的個別訊號分別提供專用TVS，其中包括SuperSpeed與供電訊號。
隨著USB 3.2 Gen2逐步取代USB 3.2 Gen1成為主流，這項特點將會越來越重要；此時若能同步使用目前未使用的資料通道，就能將速度提升至40Gbps，也就是四個通道的10Gbps。若是以DisplayPort或Thunderbolt通道運作，USB線的總合傳輸速率將會達到80Gbps。
為了管理這種等級的電源和資料傳輸，研發人員的壓力勢必會比過往增加，因此格外需要解決方案供應商多加支援，才能克服挑戰。
從誕生到現在，USB至今已經使用超過20年，仍然沒有衰退的跡象。本文之所以能預期USB介面會在未來幾年繼續處於主導地位，SuperSpeed的功能只是其中一個原因，此外供電也是另一項主要因素。
由於USB Type-C能支援4K與8K影像，供電功率更是達100W，今後勢必獲得廣泛採用，在不同市場產業分別納入各式各樣的產品應用。這點也能鼓勵更多供應商加入市場，提升高度整合解決方案的可用性，帶來穩健的競爭力，也確保消費者享有更多選擇。
研發人員則必須瞭解並評估這些可能的解決方案，才能達到設計目標。因此，選擇正確的設計夥伴，不論是在技術或是商業層面，均屬必要工作。如Diodes具備多樣而廣泛的USB 3.x/USB Type-C解決方案，產品組合持續成長，內容包括專用TVS、連接埠控制器和中繼器。
(本文作者為Diodes資深行銷總監)
