# Seminar - USB4: The New Era of High-Speed Link Integration
#### By 威鋒電子 何盈杰博士 - 20210917
###### tags: `Seminar`, `USB4`, `Thunderbolt`

### USB OTG (On-The-Go)/Data Role Play
- 手機接到電腦，做handshake，電腦當成host，手機當成device
- 手機接到硬碟，做handshake，手機當成host，硬碟當成device

### Power Role Play
Source, Sink or Dual Power Role
誰給電，誰充電

### DisplayPort (DP)
資料傳輸較快，因為Device往螢幕是單向傳輸，是USB雙向傳輸的兩倍

### PCIe vs. USB
PCIe主要是在Mother Board上的資料傳輸，USB是Cable間的資料傳輸

### USB BC (Battery Charging)

### USB Power Delivery (PD) aka. 快充

### USB Electrical Marker (E-Marker)
USB接上後並不會馬上傳輸資料，會先做handshake讀取E-Marker看這條線最大容忍Supply current，如果沒有E-marker會用最低規格傳輸 (USB2.0)。
ex:大創的$39線材就不會有E-marker，Apple原廠的充電線就會有


**Note**: now the official lowest version is USB2.0

### Permutations of USB - All integrate to USB Type-C
USB Type-C is just the type of **hardware connector**. Not mentioning any interface such as USB 2.0/3.x/4.0 ...


### Thunderbolt
Thunderbolt is a type of hardware **Interface** developed by Intel and Apple that uses the 24 pins **USB type-c connector**

Thunderbolt 最主要的精神就是把4-lane PCIe作成與USB一樣方便的外接介面（Thunderbolt 協議另外的要點是還帶了 DisplayPort 影像訊號，以及架構上使用串接的方式而不是一對多 HUB 的形式，不過這幾個部分的規格不在本文討論的範圍內）。原本需要內建在電腦裡面，或是插在大型電腦 PCIe 插槽上的解決方案，現在可以移到電腦的外部而具有可攜帶性，而且不犧牲與 CPU 直接溝通的效能。特別是自從 Thunderbolt 3 採用與 USB 一樣的 USB-C 端口，而且 Intel 宣布自下一代 CPU 開始要把 Thunderbolt 功能直接加入到 CPU 裡面之後，Thunderbolt 這個介面似乎就要一統天下，消弭過去 20 年來各種專業解決方案如何與 CPU 溝通而遇到的兩難選擇。

- Thunderbolt supports (主要是用在macbook)
- Display
- Power delivery
- PCIe (Peripheral Component Interconnect Express 定義CPU與周邊元件連結的協定)
- ex: For External GPU (eGPU)
- Data
- ...

**Note**:
1. Thunderbolt 3 支援 USB3.1，所以電腦只要是支援 Thunderbolt 3 規格的，連接USB3.1 裝置一樣是可以使用；但是若電腦只支援 USB3.1 規格的，是無法連接 Thunderbolt 3 裝置的
2. Thunderbolt 定義規格比USB3.x/4.0 嚴格，傳輸速度更快、支援功能越多，但是要付授權費所以線才會較貴
- Daisy chain
Thunderbolt daisy-chaining allows you to connect multiple Thunderbolt port devices (ex: dual 4k display to your computer with only one Thunderbolt port!



#### Different Version of USB and thunderbolt

### The flippable 24-pin USB Type-C connector

### USB4 (On-chip docking)
把所有功能整合到一個晶片，在內部進行轉換，相容PCIe, Thunderbolt, DP ...

### Useful links
Thunderbolt 3 vs. USB-C - What Is The Difference?
https://www.youtube.com/watch?v=ilQTUWKQRMA
Thunderbolt 4 vs USB4 vs Thunderbolt 3 - What's Changed?
https://www.youtube.com/watch?v=cvbgI2YAEeE
電腦介面由 USB 到 Thunderbolt 的改朝換代， 概述外接 PCIe 裝置的多種應用
https://www.akitio.com.tw/information-center/tb-pcie-interface
新的USB4用TypeC接口就變成Thunderbolt了嗎？一次看懂這些讓人一頭霧水的規格！
https://www.youtube.com/watch?v=VnCddObjmDI