Вступ до роз'ємів типу C
USB типу Cстав домінуючим гравцем на ринку завдяки перевагам своїх роз'ємів і зараз знаходиться на межі досягнення вершини. Його застосування в різних галузях непереборне. MacBook від Apple змусив людей усвідомити зручність інтерфейсу USB Type-C, а також виявив тенденцію розвитку майбутніх пристроїв. У найближчі дні буде випущено все більше і більше пристроїв USB Type-C. Безсумнівно, інтерфейс USB Type-C поступово пошириться та домінуватиме на ринку протягом наступних кількох років. Більше того, на мобільних пристроях, таких як телефони та планшети, він має кілька функцій, які забезпечують швидшу зарядку, вищу швидкість передачі даних та підтримку виведення на дисплей. Він більше підходить як вихідний інтерфейс для мобільних пристроїв. Найголовніше, що існує велика потреба в універсальному інтерфейсі для покращення зв'язку між різними пристроями. Ці функції можуть зробити інтерфейс Type-C справді єдиним інтерфейсом майбутнього, не лише в тих сферах застосування, які ви бачите!
Якщо роз'єм USB Type-C розроблено відповідно до галузевих стандартів Асоціації USB, він обов'язково буде модним, тонким і компактним, придатним для мобільних пристроїв. Водночас він повинен відповідати вимогам асоціації до високої міцності та бути придатним для різних промислових застосувань. Роз'єм USB Type-C забезпечує двосторонній інтерфейс штекера; гніздо можна вставляти з будь-якого боку, забезпечуючи легке та надійне підключення. Цей роз'єм також повинен підтримувати кілька різних протоколів і бути зворотно сумісним з HDMI, VGA, DisplayPort та іншими типами з'єднань з одного порту USB типу C через адаптери. Щоб забезпечити продуктивність в умовах електромагнітних перешкод (EMI) та інших складних умов, необхідно враховувати більше конструктивних особливостей. Виробникам рекомендується вибирати постачальників роз'ємів із сертифікацією TID, щоб уникнути проблем у термінальних застосуваннях!
TheUSB Type-C 3.1інтерфейс має шість основних переваг:
1) Повна функціональність: Він підтримує передачу даних, аудіо, відео та заряджання одночасно, закладаючи основу для високошвидкісної передачі даних, цифрового аудіо, відео високої чіткості, швидкої зарядки та спільного використання кількох пристроїв. Один кабель може замінити кілька кабелів, що використовувалися раніше.
2) Реверсивне вставлення: Подібно до інтерфейсу Apple Lightning, передня та задня частини порту однакові, що підтримує реверсивне вставлення.
3) Двонаправлена передача: дані та живлення можуть передаватися в обох напрямках.
4) Зворотна сумісність: Завдяки адаптерам він може бути сумісний з USB Type-A, Micro-B та іншими інтерфейсами.
5) Малий розмір: Розмір інтерфейсу становить 8,3 мм x 2,5 мм, що приблизно втричі менше розміру інтерфейсу USB-A.
6) Висока швидкість: Сумісний зUSB 3.1протокол, він може підтримувати передачу даних зі швидкістю до 10 Гбіт/с, наприклад,USB C 10 Гбіт/сіUSB 3.1 другого поколіннястандарти, досягаючи надшвидкої передачі.
Інструкції з підключення USB-порту до мережі
USB - Power Delivery (USB PD) – це специфікація протоколу, яка дозволяє одночасно передавати до 100 Вт живлення та даних через один кабель; USB Type-C – це абсолютно нова специфікація для USB-роз'єму, яка може підтримувати низку нових стандартів, таких як USB 3.1 (Gen1 та Gen2), Display Port та USB PD; максимальна підтримувана напруга та струм за замовчуванням для порту USB Type-C становить 5 В 3 А; якщо USB PD реалізовано в порту USB Type-C, він може підтримувати потужність 240 Вт, визначену в специфікації USB PD, тому наявність порту USB Type-C не означає, що він підтримує USB PD; USB PD здається лише протоколом для передачі та керування живленням, але насправді він може змінювати ролі портів, взаємодіяти з активними кабелями, дозволяти DFP ставати пристроєм живлення та виконувати багато інших розширених функцій. Тому пристрої, що підтримують PD, повинні використовувати мікросхеми CC Logic (мікросхеми E-Mark), наприклад, використовуючиКабель USB-C 5A 100Wможе забезпечити ефективне електропостачання.
Виявлення та використання струму VBUS через USB Type-C
USB Type-C має додані функції виявлення та використання струму. Було запроваджено три нові режими струму: режим живлення USB за замовчуванням (500 мА/900 мА), 1,5 А та 3,0 А. Ці три режими струму передаються та виявляються через контакти CC. Для цифрових FP, які потребують можливості передачі струму на виході, для досягнення цієї мети необхідні різні значення підтягуючих резисторів CC Rp. Для UFP для отримання можливості вихідного струму іншого цифрового FP необхідно визначити значення напруги на контакті CC.
Керування та виявлення DFP-UFP та VBUS
DFP – це порт USB Type-C, розташований на хості або концентраторі, підключений до пристрою. UFP – це порт USB Type-C, розташований на пристрої або концентраторі, підключений до DFP хоста або концентратора. DRP – це порт USB Type-C, який може функціонувати як DFP або UFP. DRP перемикається між DFP та UFP кожні 50 мс у режимі очікування. Під час перемикання на DFP резистор Rp має бути підключений до VBUS або до виходу джерела струму на контакті CC. Під час перемикання на UFP резистор Rd має бути підключений до GND на контакті CC. Цю дію перемикання має виконати мікросхема CC Logic.
VBUS може виводитися лише тоді, коли DFP виявляє вставку UFP. Після видалення UFP VBUS необхідно вимкнути. Цю операцію має виконати мікросхема CC Logic.
Примітка: Вищезгаданий DRP відрізняється від USB-PD DRP. USB-PD DRP стосується портів живлення, які виконують роль джерела живлення (постачальника) та споживача (споживача), наприклад, порт USB Type-C на ноутбуці підтримує USB-PD DRP, який може виконувати роль джерела живлення (під час підключення USB-накопичувача або мобільного телефону) або споживача (під час підключення монітора або адаптера живлення).
Концепція DRP, концепція DFP, концепція UFP
Передача даних в основному складається з двох наборів диференціальних сигналів, TX/RX. CC1 та CC2 – це два ключові контакти з багатьма функціями:
Виявлення з'єднань, розрізнення передньої та задньої сторін, розрізнення DFP та UFP, що є конфігурацією головний-підлеглий для Vbus, передбачає два типи USB Type-C та USB Power Delivery.
Налаштування Vconn. Коли в кабелі є мікросхема, один CC передає сигнал, а інший CC стає джерелом живлення Vconn. Налаштування інших режимів, таких як підключення аудіоаксесуарів, DP, PCIE, передбачає чотири лінії живлення та заземлення для кожного, DRP (порт з подвійною роллю): порт з подвійною роллю, DRP може використовуватися як DFP (хост), UFP (пристрій) або динамічно перемикатися між DFP та UFP. Типовим пристроєм DRP є комп'ютер (комп'ютер може виступати в ролі USB-хоста або пристрою для заряджання (новий MacBook Air від Apple)), мобільний телефон з функцією OTG (мобільний телефон може виступати в ролі пристрою для заряджання та зчитування даних, або як хост для живлення чи зчитування даних з USB-накопичувача), портативний зарядний пристрій (розряджання та заряджання можуть здійснюватися через один USB Type-C, тобто цей порт може розряджатися та заряджатися).
Типовий метод реалізації USB Type-C (хост-клієнт) з технологією DFP-UFP
Концепція CCpin
CC (канал конфігурації): канал конфігурації – це нещодавно доданий ключовий канал у USB Type-C. Його функції включають виявлення USB-підключень, визначення правильного напрямку вставки, встановлення та керування з’єднанням між USB-пристроями та VBUS тощо.
На виводі CC DFP є верхній підтягуючий резистор Rp, а на UFP – нижній підтягуючий резистор Rd. Коли він не підключений, шина Vbus DFP не має виходу. Після підключення висновок CC підключений, і висновок CC DFP виявляє підтягуючий резистор Rd UFP, що вказує на встановлення з'єднання. Потім DFP розмикає живлення шини Vbus та виводить живлення на UFP. Вивід CC (CC1, CC2) визначає підтягуючий резистор, що визначає напрямок вставки інтерфейсу, а також перемикає RX/TX. Опір Rd = 5,1 кОм, а опір Rp – невизначене значення. Згідно з попередньою діаграмою, видно, що існує кілька режимів живлення для USB Type-C. Як їх розрізнити? Це залежить від значення Rp. Напруга, що визначається виводом CC, відрізняється, коли значення Rp різне, а потім керує кінцем DFP для виконання певного режиму живлення. Слід зазначити, що два контакти CC, намальовані на малюнку вище, насправді є лише однією лінією CC у кабелі без мікросхеми.
Час публікації: 03 листопада 2025 р.
