Úvod do konektorov typu C
USB typu Csa vďaka svojim výhodám konektorov stal dominantným hráčom na trhu a teraz je na pokraji dosiahnutia vrcholu. Jeho využitie v rôznych oblastiach je nezastaviteľné. Apple MacBook prinútil ľudí rozpoznať pohodlie rozhrania USB Type-C a tiež odhalil trend vývoja budúcich zariadení. V nasledujúcich dňoch bude uvádzaných na trh stále viac a viac zariadení s rozhraním USB Type-C. Rozhranie USB Type-C sa nepochybne postupne rozšíri a v najbližších rokoch bude dominovať trhu. Navyše, na mobilných zariadeniach, ako sú telefóny a tablety, má niekoľko funkcií, ktoré umožňujú rýchlejšie nabíjanie, vyššie rýchlosti prenosu dát a podporu pre výstup displeja. Je vhodnejšie ako výstupné rozhranie pre mobilné zariadenia. A čo je najdôležitejšie, existuje silná potreba univerzálneho rozhrania na zlepšenie prepojenia medzi rôznymi zariadeniami. Tieto funkcie môžu rozhranie Type-C skutočne stať jednotným rozhraním budúcnosti, a to nielen v aplikačných oblastiach, ktoré vidíte!
Ak je konektor USB typu C navrhnutý v súlade s priemyselnými normami asociácie USB, musí byť moderný, tenký a kompaktný, vhodný pre mobilné zariadenia. Zároveň musí spĺňať požiadavky asociácie na vysokú pevnosť a byť vhodný pre rôzne priemyselné aplikácie. Konektor USB typu C poskytuje obojstranné zástrčkové rozhranie; zásuvku je možné zapojiť z ľubovoľného smeru, čím sa dosiahne jednoduché a spoľahlivé pripojenie. Tento konektor musí tiež podporovať viacero rôznych protokolov a musí byť spätne kompatibilný s HDMI, VGA, DisplayPort a ďalšími typmi pripojenia z jedného portu USB typu C prostredníctvom adaptérov. Na zabezpečenie výkonu v elektromagnetickom rušení (EMI) a iných náročných prostrediach je potrebné zvážiť viacero konštrukčných aspektov. Odporúča sa, aby si výrobcovia vybrali dodávateľov konektorov s certifikáciou TID, aby sa predišlo problémom v terminálových aplikáciách!
Ten/Tá/ToUSB typu C 3.1rozhranie má šesť hlavných výhod:
1) Plná funkčnosť: Podporuje súčasný prenos dát, zvuku, videa a nabíjania, čím kladie základy pre vysokorýchlostné dáta, digitálny zvuk, video vo vysokom rozlíšení, rýchle nabíjanie a zdieľanie viacerých zariadení. Jeden kábel dokáže nahradiť viacero káblov používaných predtým.
2) Obojstranné vkladanie: Podobne ako pri rozhraní Apple Lightning je predná a zadná strana portu rovnaká, čo podporuje obojstranné vkladanie.
3) Obojsmerný prenos: Dáta a energia sa môžu prenášať oboma smermi.
4) Spätná kompatibilita: Prostredníctvom adaptérov môže byť kompatibilný s rozhraniami USB typu A, Micro-B a ďalšími.
5) Malá veľkosť: Rozmery rozhrania sú 8,3 mm x 2,5 mm, čo je približne tretina veľkosti rozhrania USB-A.
6) Vysoká rýchlosť: Kompatibilné sUSB 3.1protokol, dokáže podporovať prenos dát až do 10 Gb/s, ako napríkladUSB C 10 Gb/saUSB 3.1 2. generácieštandardy, čím sa dosahuje ultrarýchly prenos.
Pokyny pre komunikáciu USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) je protokolová špecifikácia, ktorá umožňuje simultánny prenos energie a dátovej komunikácie až do 100 W cez jeden kábel; USB Type-C je úplne nová špecifikácia pre USB konektor, ktorá dokáže podporovať sériu nových štandardov, ako napríklad USB 3.1 (Gen1 a Gen2), Display Port a USB PD; predvolené maximálne podporované napätie a prúd pre port USB Type-C je 5 V 3 A; ak je USB PD implementované v porte USB Type-C, môže podporovať výkon 240 W definovaný v špecifikácii USB PD, preto prítomnosť portu USB Type-C neznamená, že podporuje USB PD; USB PD sa zdá byť len protokolom na prenos a správu energie, ale v skutočnosti môže meniť úlohy portov, komunikovať s aktívnymi káblami, umožniť DFP stať sa napájacím zdrojom a mnoho ďalších pokročilých funkcií. Preto zariadenia, ktoré podporujú PD, musia používať čipy CC Logic (čipy E-Mark), napríklad pomocou...5A 100W USB-C kábelmôže dosiahnuť efektívne napájanie.
Detekcia a používanie prúdu VBUS cez USB typu C
Rozhranie USB typu C má pridané funkcie detekcie a používania prúdu. Boli zavedené tri nové režimy prúdu: predvolený režim napájania USB (500 mA/900 mA), 1,5 A a 3,0 A. Tieto tri režimy prúdu sa prenášajú a detegujú cez piny CC. Pre DFP, ktoré vyžadujú vysielanie prúdového výstupu, sú na dosiahnutie tohto cieľa potrebné rôzne hodnoty pull-up rezistorov CC Rp. Pre UFP je potrebné detegovať hodnotu napätia na pine CC, aby sa získala prúdová výstupná kapacita druhého DFP.
Správa a detekcia DFP-UFP a VBUS
DFP je port USB typu C umiestnený na hostiteľovi alebo rozbočovači, pripojený k zariadeniu. UFP je port USB typu C umiestnený na zariadení alebo rozbočovači, pripojený k DFP hostiteľa alebo rozbočovača. DRP je port USB typu C, ktorý môže fungovať ako DFP alebo UFP. DRP prepína medzi DFP a UFP každých 50 ms v pohotovostnom režime. Pri prepínaní na DFP musí byť rezistor Rp pripojený k VBUS alebo výstup zdroja prúdu na pine CC. Pri prepínaní na UFP musí byť rezistor Rd pripojený k GND na pine CC. Túto prepínaciu akciu musí vykonať čip CC Logic.
VBUS je možné vyviesť iba vtedy, keď DFP zistí vloženie UFP. Po odstránení UFP sa musí VBUS vypnúť. Túto operáciu musí dokončiť čip CC Logic.
Poznámka: Vyššie uvedený DRP sa líši od USB-PD DRP. USB-PD DRP označuje napájacie porty, ktoré fungujú ako zdroj napájania (poskytovateľ) a spotrebič (spotrebiteľ), napríklad port USB typu C na notebooku podporuje USB-PD DRP, ktorý môže fungovať ako zdroj napájania (pri pripojení USB disku alebo mobilného telefónu) alebo spotrebič (pri pripojení monitora alebo napájacieho adaptéra).
Koncept DRP, koncept DFP, koncept UFP
Prenos dát pozostáva hlavne z dvoch sád diferenciálnych signálov, TX/RX. CC1 a CC2 sú dva kľúčové piny s mnohými funkciami:
Detekcia pripojení, rozlíšenie medzi prednou a zadnou stranou, rozlíšenie medzi DFP a UFP, čo je konfigurácia master-slave pre Vbus, existujú dva typy USB Type-C a USB Power Delivery.
Konfigurácia Vconn. Keď je v kábli čip, jeden CC vysiela signál a druhý CC sa stáva napájacím Vconn. Konfigurácia ďalších režimov, napríklad pri pripájaní audio príslušenstva, DP, PCIE, obsahuje štyri napájacie a uzemňovacie vodiče pre každý, DRP (Dual Role Port): port s dvojitou úlohou, DRP sa môže používať ako DFP (hostiteľ), UFP (zariadenie) alebo sa môže dynamicky prepínať medzi DFP a UFP. Typickým zariadením DRP je počítač (počítač môže fungovať ako USB hostiteľ alebo zariadenie na nabíjanie (nový Apple MacBook Air)), mobilný telefón s funkciou OTG (mobilný telefón môže fungovať ako zariadenie na nabíjanie a čítanie dát alebo ako hostiteľ na poskytovanie napájania alebo čítanie dát z USB disku), powerbanka (vybíjanie a nabíjanie je možné cez jeden USB Type-C, to znamená, že tento port sa môže vybíjať a nabíjať).
Typická implementačná metóda host-client (DFP-UFP) pre USB typu C
Koncept CCpinu
CC (konfiguračný kanál): Konfiguračný kanál, toto je novo pridaný kľúčový kanál v rozhranie USB typu C. Medzi jeho funkcie patrí detekcia pripojení USB, detekcia správneho smeru vkladania, nadväzovanie a správa pripojenia medzi zariadeniami USB a VBUS atď.
Na pine CC na DFP je horný pull-up rezistor Rp a na UFP dolný pull-down rezistor Rd. Keď nie je pripojený, VBUS na DFP nemá žiadny výstup. Po pripojení je pin CC pripojený a pin CC na DFP detekuje pull-down rezistor Rd na UFP, čo signalizuje, že pripojenie je vytvorené. DFP potom otvorí vypínač Vbus a privedie napájanie do UFP. Ktorý CC pin (CC1, CC2) detekuje pull-down rezistor, určuje smer vloženia rozhrania a tiež prepína RX/TX. Odpor Rd = 5,1 kΩ a odpor Rp je neistá hodnota. Z predchádzajúceho diagramu je vidieť, že existuje niekoľko režimov napájania pre USB Type-C. Ako ich rozlíšiť? Je to založené na hodnote Rp. Napätie detekované pinom CC sa líši, keď je hodnota Rp odlišná, a potom sa riadi koniec DFP, aby sa vykonal ktorý režim napájania. Treba poznamenať, že dva CC piny nakreslené na obrázku vyššie sú v skutočnosti iba jednou CC linkou v kábli bez čipu.
Čas uverejnenia: 03.11.2025
