Uvod v konektorje tipa C
USB tipa Cse je zaradi svojih prednosti priključkov uveljavil kot prevladujoči igralec na trgu in je zdaj na robu doseganja vrha. Njegova uporaba na različnih področjih je neustavljiva. Appleov MacBook je ljudi prepričal, da prepoznajo priročnost vmesnika USB Type-C, in razkril trend razvoja prihodnjih naprav. V prihodnjih dneh bo predstavljenih vedno več naprav USB Type-C. Nedvomno se bo vmesnik USB Type-C v naslednjih nekaj letih postopoma razširil in prevladoval na trgu. Poleg tega ima na mobilnih napravah, kot so telefoni in tablični računalniki, več funkcij, ki omogočajo hitrejše polnjenje, večje hitrosti prenosa podatkov in podporo za izhod zaslona. Primernejši je kot izhodni vmesnik za mobilne naprave. Najpomembneje pa je, da obstaja velika potreba po univerzalnem vmesniku za izboljšanje povezljivosti med različnimi napravami. Zaradi teh funkcij bi lahko vmesnik Type-C resnično postal enoten vmesnik prihodnosti, ne le na področjih uporabe, ki jih vidite!
Če je zasnovan v skladu z industrijskimi standardi združenja USB Association, bo priključek USB Type-C zagotovo moden, tanek in kompakten, primeren za mobilne naprave. Hkrati mora izpolnjevati zahteve združenja glede visoke trdnosti in biti primeren za različne industrijske aplikacije. Priključek USB Type-C zagotavlja reverzibilen vtični vmesnik; vtičnico je mogoče vstaviti iz katere koli smeri, kar zagotavlja enostavno in zanesljivo povezavo. Ta priključek mora podpirati tudi več različnih protokolov in je lahko združljiv s HDMI, VGA, DisplayPort in drugimi vrstami priključkov iz enega samega USB vhoda tipa C prek adapterjev. Za zagotavljanje delovanja v elektromagnetnih motnjah (EMI) in drugih zahtevnih okoljih je potrebnih več oblikovalskih premislekov. Priporočljivo je, da proizvajalci izberejo dobavitelje priključkov s certifikatom TID, da se izognejo težavam v terminalskih aplikacijah!
TheUSB tipa C 3.1Vmesnik ima šest glavnih prednosti:
1) Polna funkcionalnost: Podpira hkratni prenos podatkov, zvoka, videa in polnjenje, s čimer postavlja temelje za visokohitrostne podatke, digitalni zvok, video visoke ločljivosti, hitro polnjenje in skupno rabo več naprav. En kabel lahko nadomesti več kablov, ki so se uporabljali prej.
2) Obrnljivo vstavljanje: Podobno kot pri vmesniku Apple Lightning sta sprednja in zadnja stran vrat enaka, kar podpira obrnljivo vstavljanje.
3) Dvosmerni prenos: Podatki in moč se lahko prenašajo v obe smeri.
4) Združljivost z vzvratno različico: Z adapterji je lahko združljiv z vmesniki USB Type-A, Micro-B in drugimi.
5) Majhna velikost: Velikost vmesnika je 8,3 mm x 2,5 mm, kar je približno tretjina velikosti vmesnika USB-A.
6) Visoka hitrost: Združljivo zUSB 3.1protokol, lahko podpira prenos podatkov do 10 Gb/s, kot na primerUSB C 10 GbpsinUSB 3.1 druge generacijestandarde, s čimer se doseže ultra hiter prenos.
Navodila za komunikacijo USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) je protokolna specifikacija, ki omogoča hkraten prenos do 100 W moči in podatkovne komunikacije prek enega samega kabla; USB Type-C je povsem nova specifikacija za USB priključek, ki lahko podpira vrsto novih standardov, kot so USB 3.1 (Gen1 in Gen2), Display Port in USB PD; privzeta največja podprta napetost in tok za vrata USB Type-C je 5 V 3 A; če je USB PD implementiran v vratih USB Type-C, lahko podpira moč 240 W, ki je opredeljena v specifikaciji USB PD, zato vrata USB Type-C še ne pomenijo, da podpirajo USB PD; USB PD se zdi le protokol za prenos in upravljanje moči, v resnici pa lahko spreminja vloge vrat, komunicira z aktivnimi kabli, omogoča DFP, da postane napajalnik, in opravlja številne druge napredne funkcije. Zato morajo naprave, ki podpirajo PD, uporabljati čipe CC Logic (čipi E-Mark), na primer z uporabo5A 100W USB-C kabellahko doseže učinkovito oskrbo z električno energijo.
Zaznavanje in uporaba toka USB Type-C VBUS
USB Type-C ima dodane funkcije za zaznavanje in uporabo toka. Uvedeni so bili trije novi tokovni načini: privzeti način napajanja USB (500 mA/900 mA), 1,5 A in 3,0 A. Ti trije tokovni načini se prenašajo in zaznavajo prek CC nožic. Za DFP-je, ki zahtevajo zmogljivost oddajanja izhodnega toka, so za dosego tega potrebne različne vrednosti uporov Rp za pull-up CC. Za UFP-je je treba zaznati vrednost napetosti na CC nožici, da se dobi zmogljivost izhodnega toka drugega DFP-ja.
Upravljanje in zaznavanje DFP-UFP in VBUS
DFP so vrata USB tipa C, ki se nahajajo na gostitelju ali vozlišču in so povezana z napravo. UFP so vrata USB tipa C, ki se nahajajo na napravi ali vozlišču in so povezana z DFP gostitelja ali vozlišča. DRP so vrata USB tipa C, ki lahko delujejo kot DFP ali UFP. DRP v stanju pripravljenosti preklaplja med DFP in UFP vsakih 50 ms. Pri preklopu na DFP mora biti upor Rp, ki se vleče proti VBUS ali izhodu tokovnega vira na pinu CC. Pri preklopu na UFP mora biti upor Rd, ki se vleče proti GND na pinu CC. To preklopno dejanje mora izvesti čip CC Logic.
VBUS se lahko izpiše le, ko DFP zazna vstavitev UFP-ja. Ko je UFP odstranjen, je treba VBUS izklopiti. To operacijo mora zaključiti čip CC Logic.
Opomba: Zgoraj omenjeni DRP se razlikuje od USB-PD DRP. USB-PD DRP se nanaša na napajalna vrata, ki delujejo kot vir napajanja (ponudnik) in ponor (porabnik), na primer vrata USB Type-C na prenosniku podpirajo USB-PD DRP, ki lahko delujejo kot vir napajanja (pri priklopu pogona USB ali mobilnega telefona) ali ponor (pri priklopu monitorja ali napajalnika).
Koncept DRP, koncept DFP, koncept UFP
Prenos podatkov sestoji predvsem iz dveh nizov diferencialnih signalov, TX/RX. CC1 in CC2 sta dva ključna pina z mnogimi funkcijami:
Zaznavanje povezav, razlikovanje med sprednjo in zadnjo stranjo, razlikovanje med DFP in UFP, kar je konfiguracija master-slave za Vbus, obstajata dve vrsti USB Type-C in USB Power Delivery.
Konfiguracija Vconn. Ko je v kablu čip, en CC oddaja signal, drugi CC pa postane napajalnik Vconn. Pri konfiguriranju drugih načinov, na primer pri priklopu avdio dodatkov, DP, PCIE, so za vsakega na voljo štirje napajalni in ozemljitveni vodniki, DRP (dvojna vloga): vrata z dvojno vlogo, DRP se lahko uporablja kot DFP (gostitelj), UFP (naprava) ali dinamično preklaplja med DFP in UFP. Tipična naprava DRP je računalnik (računalnik lahko deluje kot gostitelj USB ali naprava za polnjenje (Appleov novi MacBook Air)), mobilni telefon s funkcijo OTG (mobilni telefon lahko deluje kot naprava za polnjenje in branje podatkov ali kot gostitelj za napajanje ali branje podatkov s pogona USB), prenosna baterija (praznjenje in polnjenje se lahko izvaja prek enega priključka USB Type-C, torej se ta vrata lahko praznijo in polnijo).
Tipična metoda implementacije gostitelj-odjemalec (DFP-UFP) za USB Type-C
Koncept CCpin-a
CC (konfiguracijski kanal): Konfiguracijski kanal, to je na novo dodan ključni kanal v USB Type-C. Njegove funkcije vključujejo zaznavanje USB povezav, zaznavanje pravilne smeri vstavljanja, vzpostavljanje in upravljanje povezave med napravami USB in VBUS itd.
Na pinu CC na DFP-ju je zgornji upor Rp za pull-up, na UFP pa spodnji upor Rd za pull-down. Ko ni priključen, VBUS na DFP-ju nima izhoda. Po priključitvi je pin CC priključen in pin CC na DFP-ju zazna pull-down upor Rd na UFP-ju, kar pomeni, da je povezava vzpostavljena. Nato DFP odpre stikalo za napajanje Vbus in odda napajanje na UFP. Kateri CC pin (CC1, CC2) zazna pull-down upor, določa smer vstavljanja vmesnika in tudi preklaplja RX/TX. Upor Rd = 5,1 kΩ, upor Rp pa je negotova vrednost. Glede na prejšnji diagram je razvidno, da obstaja več načinov napajanja za USB Type-C. Kako jih ločiti? Temelji na vrednosti Rp. Napetost, ki jo zazna pin CC, se razlikuje, ko je vrednost Rp različna, nato pa se na koncu DFP izvede izbrani način napajanja. Treba je opozoriti, da sta dva CC pina, narisana na zgornji sliki, dejansko le ena CC linija v kablu brez čipa.
Čas objave: 3. november 2025
