Въведение в Type-C конекторите
USB тип Cсе утвърди като доминиращ играч на пазара благодарение на предимствата на своите конектори и сега е на прага да достигне върха. Приложението му в различни области е неудържимо. MacBook на Apple накара хората да разпознаят удобството на USB Type-C интерфейса и също така разкри тенденцията за развитие на бъдещите устройства. В следващите дни ще бъдат пуснати на пазара все повече и повече USB Type-C устройства. Несъмнено USB Type-C интерфейсът постепенно ще се разпространи и ще доминира на пазара през следващите няколко години. Освен това, на мобилни устройства като телефони и таблети, той има няколко функции, които позволяват по-бързо зареждане, по-високи скорости на пренос на данни и поддръжка за извеждане на дисплей. Той е по-подходящ като изходен интерфейс за мобилни устройства. Най-важното е, че има силна нужда от универсален интерфейс, който да подобри свързаността между различни устройства. Тези характеристики могат да направят Type-C интерфейса наистина унифицирания интерфейс на бъдещето, не само в областите на приложение, които виждате!
Ако е проектиран в съответствие с индустриалните стандарти на USB Асоциацията, USB Type-C конекторът със сигурност ще бъде модерен, тънък и компактен, подходящ за мобилни устройства. В същото време той трябва да отговаря на изискванията за висока здравина на асоциацията и да е подходящ за различни индустриални приложения. USB Type-C конекторът осигурява обратим интерфейс за щепсел; гнездото може да се поставя от всяка посока, постигайки лесна и надеждна връзка. Този конектор също така трябва да поддържа множество различни протоколи и да е обратно съвместим с HDMI, VGA, DisplayPort и други видове връзки от един USB порт тип C чрез адаптери. За да се отговори на производителността при електромагнитни смущения (EMI) и други тежки среди, са необходими повече дизайнерски съображения. Препоръчително е производителите да избират доставчици на конектори със сертификат TID, за да избегнат проблеми в терминалните приложения!
TheUSB Type-C 3.1интерфейсът има шест основни предимства:
1) Пълна функционалност: Поддържа едновременно данни, аудио, видео и зареждане, полагайки основите за високоскоростни данни, цифрово аудио, видео с висока разделителна способност, бързо зареждане и споделяне на множество устройства. Един кабел може да замени множество кабели, използвани преди.
2) Обратимо поставяне: Подобно на интерфейса на Apple Lightning, предната и задната част на порта са еднакви, което поддържа обратимо поставяне.
3) Двупосочно предаване: Данните и мощността могат да се предават и в двете посоки.
4) Обратна съвместимост: Чрез адаптери може да бъде съвместим с USB Type-A, Micro-B и други интерфейси.
5) Малък размер: Размерът на интерфейса е 8,3 мм x 2,5 мм, приблизително една трета от размера на USB-A интерфейс.
6) Висока скорост: Съвместим сUSB 3.1протокол, той може да поддържа предаване на данни до 10Gb/s, като напримерUSB C 10GbpsиUSB 3.1 поколение 2стандарти, постигайки ултрабързо предаване.
Инструкции за USB PD комуникация
USB - Power Delivery (USB PD) е протоколна спецификация, която позволява едновременно предаване на до 100 W мощност и данни по един кабел; USB Type-C е напълно нова спецификация за USB конектор, който може да поддържа серия от нови стандарти като USB 3.1 (Gen1 и Gen2), Display Port и USB PD; максималното поддържано напрежение и ток по подразбиране за USB Type-C порт е 5V 3A; ако USB PD е реализиран в USB Type-C порт, той може да поддържа мощност от 240 W, дефинирана в спецификацията на USB PD, следователно наличието на USB Type-C порт не означава, че той поддържа USB PD; USB PD изглежда е просто протокол за предаване и управление на мощност, но всъщност може да променя ролите на портовете, да комуникира с активни кабели, да позволява на DFP да стане захранващо устройство и много други разширени функции. Следователно, устройствата, които поддържат PD, трябва да използват CC Logic чипове (E-Mark чипове), например, използвайки5A 100W USB C кабелможе да се постигне ефективно захранване.
Откриване и използване на ток от USB Type-C VBUS
USB Type-C портът е снабден с функции за откриване и използване на ток. Въведени са три нови режима на ток: стандартният режим на захранване на USB (500mA/900mA), 1.5A и 3.0A. Тези три режима на ток се предават и откриват през CC пиновете. За DFP устройства, които изискват възможност за излъчване на токов изход, са необходими различни стойности на CC pull-up резисторите Rp, за да се постигне това. За UFP устройствата, стойността на напрежението на CC пин трябва да бъде засечена, за да се получи токовият изход на другия DFP.
Управление и откриване на DFP-към-UFP и VBUS
DFP е USB Type-C порт, разположен на хоста или хъба, свързан към устройството. UFP е USB Type-C порт, разположен на устройството или хъба, свързан към DFP на хоста или хъба. DRP е USB Type-C порт, който може да функционира като DFP или UFP. DRP превключва между DFP и UFP на всеки 50ms в режим на готовност. При превключване към DFP, трябва да има резистор Rp, който се свързва с VBUS или изход на токов източник на CC пин. При превключване към UFP, трябва да има резистор Rd, който се свързва с GND на CC пин. Това действие на превключване трябва да се извърши от чипа CC Logic.
VBUS може да се изведе само когато DFP засече поставянето на UFP. След като UFP бъде премахнат, VBUS трябва да се изключи. Тази операция трябва да бъде завършена от чипа CC Logic.
Забележка: Гореспоменатият DRP е различен от USB-PD DRP. USB-PD DRP се отнася до захранващите портове, които действат като източник на захранване (доставчик) и приемник (потребител), например USB Type-C портът на лаптоп поддържа USB-PD DRP, който може да действа като източник на захранване (при свързване на USB устройство или мобилен телефон) или приемник (при свързване на монитор или захранващ адаптер).
DRP концепция, DFP концепция, UFP концепция
Предаването на данни се състои главно от два комплекта диференциални сигнали, TX/RX. CC1 и CC2 са два ключови пина с много функции:
Откриване на връзки, разграничаване между предна и задна страна, разграничаване между DFP и UFP, което е конфигурацията master-slave за Vbus, има два вида USB Type-C и USB Power Delivery.
Конфигуриране на Vconn. Когато в кабела има чип, единият CC предава сигнал, а другият CC става захранващ Vconn. Конфигуриране на други режими, като например при свързване на аудио аксесоари, DP, PCIE, има четири захранващи и заземяващи линии за всеки, DRP (Dual Role Port): порт с двойна роля, DRP може да се използва като DFP (хост), UFP (устройство) или динамично да превключва между DFP и UFP. Типично DRP устройство е компютър (компютърът може да действа като USB хост или устройство за зареждане (новият MacBook Air на Apple)), мобилен телефон с OTG функция (мобилният телефон може да действа като устройство за зареждане и четене на данни или като хост за осигуряване на захранване или четене на данни от USB устройство), power bank (разреждането и зареждането могат да се извършват чрез един USB Type-C, т.е. този порт може да разрежда и зарежда).
Типичният метод за внедряване на USB Type-C от типа хост-клиент (DFP-UFP)
Концепция на CCpin
CC (Конфигурационен канал): Конфигурационен канал, това е новодобавен ключов канал в USB Type-C. Неговите функции включват откриване на USB връзки, откриване на правилната посока на поставяне, установяване и управление на връзката между USB устройства и VBUS и др.
На CC пина на DFP има горен pull-up резистор Rp, а на UFP - долен pull-down резистор Rd. Когато не е свързан, Vbus на DFP няма изход. След свързване, CC пинът е свързан и CC пинът на DFP ще засече pull-down резистора Rd на UFP, което показва, че връзката е осъществена. След това DFP ще отвори захранващия ключ на Vbus и ще изведе захранване към UFP. Кой CC пин (CC1, CC2) засече pull-down резистора определя посоката на поставяне на интерфейса, а също така превключва RX/TX. Съпротивлението Rd = 5.1k, а съпротивлението Rp е с неопределена стойност. Според предишната диаграма може да се види, че има няколко режима на захранване за USB Type-C. Как да ги различим? Това се основава на стойността на Rp. Напрежението, засечено от CC пин, е различно, когато стойността на Rp е различна, и след това DFP управлява, за да изпълни кой режим на захранване. Трябва да се отбележи, че двата CC пина, нарисувани на горната фигура, всъщност са само една CC линия в кабела без чипа.
Време на публикуване: 03 ноември 2025 г.
