Wprowadzenie do złączy typu C
USB typu CUSB Type-C stał się dominującym graczem na rynku dzięki zaletom złącza i jest obecnie na skraju osiągnięcia szczytu. Jego zastosowanie w różnych dziedzinach jest nie do zatrzymania. MacBook firmy Apple uświadomił ludziom wygodę interfejsu USB Type-C, a także ujawnił trend rozwoju przyszłych urządzeń. W nadchodzących dniach pojawi się coraz więcej urządzeń USB Type-C. Niewątpliwie interfejs USB Type-C będzie stopniowo upowszechniał się i dominował na rynku w ciągu najbliższych kilku lat. Ponadto w urządzeniach mobilnych, takich jak telefony i tablety, posiada kilka funkcji, które umożliwiają szybsze ładowanie, wyższe prędkości przesyłania danych i obsługę wyjścia wyświetlacza. Jest bardziej odpowiedni jako interfejs wyjściowy dla urządzeń mobilnych. Co najważniejsze, istnieje silna potrzeba uniwersalnego interfejsu, który poprawi łączność między różnymi urządzeniami. Te funkcje mogą sprawić, że interfejs Type-C stanie się prawdziwie zunifikowanym interfejsem przyszłości, nie tylko w obszarach zastosowań, które widzisz!
Jeśli złącze USB typu C zostanie zaprojektowane zgodnie ze standardami branżowymi stowarzyszenia USB Association, będzie modne, cienkie i kompaktowe, odpowiednie dla urządzeń mobilnych. Jednocześnie musi spełniać wysokie wymagania stowarzyszenia dotyczące wytrzymałości i nadawać się do różnych zastosowań przemysłowych. Złącze USB typu C zapewnia odwracalny interfejs wtyczki; gniazdo można włożyć z dowolnej strony, zapewniając łatwe i niezawodne połączenie. Złącze to musi również obsługiwać wiele różnych protokołów i być wstecznie kompatybilne z HDMI, VGA, DisplayPort i innymi typami połączeń z jednego portu USB typu C za pośrednictwem adapterów. Aby zapewnić wydajność w warunkach zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) i innych trudnych warunkach, konieczne jest rozważenie większej liczby kwestii projektowych. Zaleca się, aby producenci wybierali dostawców złączy z certyfikatem TID, aby uniknąć problemów w aplikacjach terminalowych!
TenUSB typu C 3.1Interfejs ma sześć głównych zalet:
1) Pełna funkcjonalność: Obsługuje jednoczesne przesyłanie danych, dźwięku, obrazu i ładowania, tworząc podstawę dla szybkiego przesyłania danych, dźwięku cyfrowego, obrazu w wysokiej rozdzielczości, szybkiego ładowania i udostępniania wielu urządzeń. Jeden kabel może zastąpić wiele używanych wcześniej kabli.
2) Możliwość odwrócenia sposobu podłączania: Podobnie jak w przypadku interfejsu Apple Lightning, przód i tył portu są takie same, co umożliwia odwrócenie sposobu podłączania.
3) Transmisja dwukierunkowa: dane i zasilanie można przesyłać w obu kierunkach.
4) Wsteczna kompatybilność: Dzięki adapterom może być kompatybilny z interfejsami USB typu A, Micro-B i innymi.
5) Mały rozmiar: Rozmiar interfejsu wynosi 8,3 mm x 2,5 mm, co stanowi około jedną trzecią rozmiaru interfejsu USB-A.
6) Wysoka prędkość: Kompatybilny zUSB 3.1protokół, może obsługiwać transmisję danych do 10 Gb/s, taką jakUSB-C 10 Gb/sIUSB 3.1 Gen 2standardów, osiągając ultraszybką transmisję.
Instrukcje komunikacji USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) to specyfikacja protokołu umożliwiająca jednoczesną transmisję mocy do 100 W i transmisję danych przez jeden kabel; USB typu C to zupełnie nowa specyfikacja złącza USB, które może obsługiwać szereg nowych standardów, takich jak USB 3.1 (Gen1 i Gen2), Display Port i USB PD; domyślne maksymalne obsługiwane napięcie i prąd dla portu USB typu C to 5 V 3 A; jeśli USB PD jest zaimplementowane w porcie USB typu C, może obsługiwać moc 240 W zdefiniowaną w specyfikacji USB PD, zatem posiadanie portu USB typu C nie oznacza, że obsługuje on USB PD; USB PD wydaje się być jedynie protokołem do przesyłania i zarządzania mocą, ale w rzeczywistości może zmieniać role portu, komunikować się z aktywnymi kablami, umożliwiać DFP stanie się urządzeniem zasilającym i wiele innych zaawansowanych funkcji. Dlatego urządzenia obsługujące PD muszą używać układów CC Logic (układów E-Mark), na przykład za pomocąKabel USB C 5A 100Wmoże osiągnąć wydajne zasilanie.
Wykrywanie i używanie prądu magistrali VBUS USB typu C
USB typu C posiada funkcje detekcji i użytkowania prądu. Wprowadzono trzy nowe tryby prądu: domyślny tryb zasilania USB (500 mA/900 mA), 1,5 A i 3,0 A. Te trzy tryby prądu są przesyłane i wykrywane przez piny CC. W przypadku układów DFP wymagających możliwości nadawania prądu wyjściowego, wymagane są różne wartości rezystorów podciągających CC Rp. W przypadku układów UFP, aby uzyskać informacje o wydajności prądowej drugiego układu DFP, konieczne jest wykrycie napięcia na pinie CC.
Zarządzanie i wykrywanie DFP-UFP i VBUS
DFP to port USB typu C znajdujący się na hoście lub koncentratorze i podłączony do urządzenia. UFP to port USB typu C znajdujący się na urządzeniu lub koncentratorze i podłączony do DFP hosta lub koncentratora. DRP to port USB typu C, który może działać jako DFP lub UFP. DRP przełącza się między DFP i UFP co 50 ms w trybie czuwania. Podczas przełączania na DFP, rezystor Rp musi być podciągnięty do VBUS lub wyjścia źródła prądowego na pinie CC. Podczas przełączania na UFP, rezystor Rd musi być podciągnięty do GND na pinie CC. Ta czynność przełączania musi zostać wykonana przez układ CC Logic.
Sygnał VBUS może być wyprowadzany tylko wtedy, gdy DFP wykryje włożenie UFP. Po usunięciu UFP, sygnał VBUS musi zostać wyłączony. Operacja ta musi zostać wykonana przez układ CC Logic.
Uwaga: Wspomniany powyżej protokół DRP różni się od protokołu USB-PD DRP. USB-PD DRP odnosi się do portów zasilania, które pełnią rolę źródła zasilania (zasilania) i odbiornika (odbiornika). Na przykład port USB typu C w laptopie obsługuje protokół USB-PD DRP, który może pełnić rolę źródła zasilania (podczas podłączania dysku USB lub telefonu komórkowego) lub odbiornika (podczas podłączania monitora lub zasilacza).
Koncepcja DRP, koncepcja DFP, koncepcja UFP
Transmisja danych składa się głównie z dwóch zestawów sygnałów różnicowych: TX/RX. CC1 i CC2 to dwa kluczowe piny o wielu funkcjach:
Wykrywanie połączeń, rozróżnianie strony przedniej i tylnej, rozróżnianie DFP i UFP, czyli konfiguracji master-slave dla Vbus, istnieją dwa typy USB Type-C i USB Power Delivery.
Konfigurowanie Vconn. Gdy w kablu znajduje się układ scalony, jeden CC przesyła sygnał, a drugi CC staje się zasilaniem Vconn. Konfigurowanie innych trybów, takich jak podłączanie akcesoriów audio, DP, PCIE, dla każdego z nich dostępne są cztery linie zasilania i masy, DRP (Dual Role Port): port o podwójnej roli, DRP może być używany jako DFP (Host), UFP (Device) lub dynamicznie przełączać się między DFP i UFP. Typowym urządzeniem DRP jest komputer (komputer może działać jako host USB lub urządzenie do ładowania (nowy MacBook Air firmy Apple)), telefon komórkowy z funkcją OTG (telefon komórkowy może działać jako urządzenie do ładowania i odczytu danych lub jako host do zasilania lub odczytu danych z dysku USB), power bank (rozładowywanie i ładowanie może odbywać się przez jeden port USB typu C, tzn. ten port może rozładowywać i ładować).
Typowa metoda implementacji interfejsu USB typu C w modelu host-klient (DFP-UFP)
Koncepcja CCpin
CC (Kanał Konfiguracyjny): Kanał Konfiguracyjny, nowy, kluczowy kanał w USB typu C. Jego funkcje obejmują wykrywanie połączeń USB, wykrywanie prawidłowego kierunku wkładania, nawiązywanie i zarządzanie połączeniem między urządzeniami USB a magistralą VBUS itp.
Na pinie CC złącza DFP znajduje się górny rezystor podciągający Rp, a na pinie UFP dolny rezystor podciągający Rd. Gdy nie jest podłączony, magistrala VBUS złącza DFP nie ma wyjścia. Po podłączeniu, pin CC jest podłączony, a pin CC złącza DFP wykryje rezystor podciągający Rd złącza UFP, co oznacza nawiązanie połączenia. Następnie złącze DFP otworzy przełącznik zasilania magistrali Vbus i przekaże zasilanie do złącza UFP. To, który pin CC (CC1, CC2) wykryje rezystor podciągający, determinuje kierunek podłączenia interfejsu, a także przełącza tryby RX/TX. Rezystancja Rd = 5,1 kΩ, a rezystancja Rp jest wartością niepewną. Zgodnie z poprzednim schematem, istnieje kilka trybów zasilania złącza USB typu C. Jak je rozróżnić? Opiera się to na wartości Rp. Napięcie wykrywane przez pin CC jest różne, gdy wartość Rp jest inna, a następnie sterowanie końcówką złącza DFP w celu wykonania określonego trybu zasilania. Należy zauważyć, że dwa piny CC pokazane na powyższym rysunku są w rzeczywistości tylko jedną linią CC w kablu, bez układu scalonego.
Czas publikacji: 03-11-2025
