Type-C 接口 CC 针脚的工作模式
Type-C 接口
Type-C 接口的规范大致与 USB 3.1 规范同时期发布，但是由于在 USB 3.2 规范中才引入了 Type-C 的双通道传输模式，因此我们通常仅基于 USB 3.2 及以后的规范版本来讨论 Type-C 接口。
Type-C 接口的针脚定义我曾经在 USB 2.0 与 USB 3.2 一文中介绍过，为了方便，我将其搬运到本文中：
Type-C 公头针脚定义
Type-C 母头针脚定义
母头针脚定义：
| 针脚 | 定义 | 作用 |
| A1/B1 | GND | 接地针脚 |
| A2/B2 | TX1+/TX2+ | SuperSpeed 差分信号发送针脚正极 |
| A3/B3 | TX1-/TX2- | SuperSpeed 差分信号发送针脚负极 |
| A4/B4 | VBUS | 供电针脚 |
| A5/B5 | CC1/CC2 | 配置通道信号针脚 |
| A6/B6 | D+ | 数据针脚正极 |
| A7/B7 | D- | 数据针脚负极 |
| A8/B8 | SBU1/SBU2 | 边带使用针脚 |
| A9/B9 | VBUS | 供电针脚 |
| A10/B10 | RX2-/RX1- | SuperSpeed 差分信号接收针脚负极 |
| A11/B11 | RX2+/RX1+ | SuperSpeed 差分信号接收针脚正极 |
| A12/B12 | GND | 接地针脚 |
本文的主角是 CC 针脚，我们不会关注其他针脚的功能。
Type-C to Type-C
让我们先从最简单的 Type-C to Type-C 线缆，也就是双头 Type-C 线缆说起。这种线缆的基本 CC 模型如下图所示：
图中标有 “Cable” 的圈内是 USB 线缆，线缆左侧是主设备端的 USB 接口，线缆右侧是从设备端的 USB 接口。
在这种模型下，主设备端需要将 CC 针脚通过 Rp 电阻上拉到 VBUS，从设备端需要将 CC 针脚通过 Rd 电阻下拉到地。而在 USB 线缆中，其中一条 CC 线缆直接从一头连接到另一头，而另一条 CC 线缆则是断开的，如果不需要 VCONN 功能，则直接保持悬空即可（即开路）；如果需要 VCONN 功能，则通过 Ra 电阻下拉到地。
由于双头 Type-C 的两边都支持正反插，因此 CC 的连接方式就有四种，不过不管如何连接，对于主设备而言，总有一侧 CC 识别到的是通过 Rd 下拉到地，另一侧 CC 识别到的是悬空；对于从设备而言，总有一侧 CC 识别到的是通过 Rp 上拉到 VBUS，另一侧 CC 识别到的是悬空。
对于主设备而言，CC1/CC2 的识别可以归纳为下面的表格：
| CC1 | CC2 | 状态 |
|---|---|---|
| 开路 | 开路 | 无连接 |
| Rd | 开路 | 设备连接，方向为 CC1 |
| 开路 | Rd | 设备连接，方向为 CC2 |
| 开路 | Ra | 仅供电，无设备连接，方向为 CC1 |
| Ra | 开路 | 仅供电，无设备连接，方向为 CC2 |
| Rd | Ra | VCONN 供电设备/配件连接，方向为 CC1 |
| Ra | Rd | VCONN 供电设备/配件连接，方向为 CC2 |
| Rd | Rd | 调试配件模式连接 |
| Ra | Ra | 音频适配器配件模式 |
对于从设备而言，只需要将 Rd 换成 Rp 类推即可。
对于 OTG 设备而言，由于它既要支持做主设备，又要支持做从设备，通常这些设备又被称为双角色设备（DRD，Dual Role Device），因此它的 Type-C 接口的 CC 针脚需要能够在上拉和下拉之间切换：
Rd 和 Ra 的阻值相对固定，规范建议 Rd 的阻值为 5.1kΩ，Ra 的阻值在 800Ω ~ 1.2kΩ 之间。
Rp 有三种可选的阻值，用来表示主设备端能够输出的最大电流大小。默认情况下，如果主设备只能提供基础的 900mA 电流，则 Rp 的阻值应为 56kΩ ± 20%；如果主设备能够提供 1.5A 的电流，则 Rp 的阻值应为 22kΩ ± 5%；如果主设备能够提供 3A 的电流，则 Rp 的阻值应为 10kΩ ± 5%。
Type-C to Type-A
在日常生活中，我们最常见到的带有 Type-C 接口的线缆是 Type-C to Type-A 线缆，也就是一端是 Type-A 接口而另一端是 Type-C 接口的线缆。
由于 Type-A 线缆只有 4（USB 2.0） 或 9（USB 3.2）根线缆，规范要求 Type-C 接口的一侧 CC 针脚通过 Rp 上拉到 Type-A 接口的 VBUS 针脚，而另一侧（或称为 VCONN 针脚）保持悬空。注意在这种情况下，Rp 的默认阻值应为 56kΩ ± 5% 而不是 56kΩ ± 20%。
显而易见，这种线缆要求 Type-A 侧连接的设备一定是主设备，而 Type-C 侧连接的设备一定是从设备。
需要注意的是，华为的 USB 2.0 快充线将两个 CC 针脚都通过 Rp 上拉到了 VBUS，这实际上是一种私有协议，华为自己的手机识别到 CC1/CC2 都通过 Rp 上拉到 VBUS 后就知道这是华为自己的快充线，从而启用华为的快充协议。
对于非华为设备，如果想要兼容华为的快充线，就必须启用调试配件模式（Debug Accessory Mode），然后将这种模式视为普通 USB 接入来处理。需要注意的是，华为快充线中的 CC 丢失了识别正反插的能力，因此无法做成 USB 3.0 线缆；即使以 USB 2.0 连接，虽然 USB 2.0 原则上不需要 CC 来识别正反插，但是部分驱动（例如 FSA4480 的高通驱动）在 CC 无法识别的情况下不会提供功能，还需要对驱动代码进行修改以兼容。
音频适配器配件模式
CC 为 Type-C 提供了音频适配器配件模式（Audio Adapter Accessory Mode），即支持 TRRS 接口（我们熟知的 3.5mm 耳机接口就是其中一类）转换到 Type-C 接口。
需要注意的是，TRRS to Type-C 耳机与 USB 耳机是两回事，前者通常称为模拟音频耳机，后者通常称为数字音频耳机，二者的主要区别是数模转换（DAC，Digital-to-Analog Conversion）由谁来完成：前者由设备完成数模转换，然后将模拟音频信号通过 TRRS 接口发送到耳机；后者则是设备直接将数字音频信号通过 USB 协议发送给耳机，由耳机完成数模转换，输出模拟音频信号。
在这种模式下，Type-C 的 3.2 差分信号线不被使用，USB 2.0 的差分信号线中的 D- 针脚与 D+ 针脚分别连接 L 音频信号与 R 音频信号，两个 SBU 针脚分别连接到 MIC 与 AGND。TRRS to Type-C 线缆内部需要将两个 CC 针脚都通过 Ra 接地。
需要注意的是，在主设备端，尤其是对于 SoC 而言，输出 USB 信号的 IO 口与输出模拟音频信号的 IO 口往往是不相同的，因此在 SoC 到 Type-C 接口的中途需要插入一个切换芯片来将 USB 信号分流，例如 FAS4480：
如果接入的是 USB 设备，则芯片内部将 DN_L 开关拨到 DN 侧，将 DP_R 开关拨到 DP 侧；如果接入的是模拟音频耳机，则芯片内部将 DN_L 开关拨到 L 侧，DP_R 开关拨到 R 侧。
PD 协议与备选模式
USB 供电（PD，Power Delivery）协议旨在通过单根电缆提供更灵活的电力传输和数据，从而实现 USB 的最大功能。该协议最主要的用途就是实现充电协商，对 USB 从设备进行更高功率的充电（PD 3.1 协议已支持最高 240W 充电）。
主设备与从设备进行充电协商时，就需要在 CC 线缆上传输以双相标记编码（Biphase Mark Coding）处理的 USB 供电消息（USB Power Delivery Message）。
双相标记编码的规则是：用两个时钟周期来表示一个比特的数据，每两个时钟周期转换一次电平；在同一个比特的两个时钟周期之间，如果该比特是 0，则保持电平不变，如果该比特是 1，则反转电平。例如：
除了音频适配器配件模式外，Type-C 还支持各种备选模式（Alternative Mode），用以支持 DisplayPort, MHL, thunderbolt, HDMI 或 VirtualLink 传输协议。要想进入备选模式，同样需要通过 USB 供电消息来进行协商。
具体的协商过程这里就不介绍了，因为内容太多，有兴趣了解的话可以去查阅一下 USB PD 规范。
参考
Universal Serial Bus Power Delivery Specification Revision 3.1 - USB-IF
Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Release 2.1 - USB-IF