Guia de Recursos pinagem e USB-C

Guia de Recursos pinagem e USB-C

USB tipo C é uma especificação para um sistema de conector USB que está a ganhar popularidade entre os smartphones e dispositivos móveis e é capaz tanto de fornecimento de energia que a transmissão de dados.

Ao contrário de seus antecessores USB, é flippable, assim não há necessidade de tentar três vezes para se conectar.

Este artigo introdutório irá examinar algumas das características importantes do padrão USB-C.

O que é USB-C?

O USB-C é um padrão relativamente novo que tem como objetivo fornecer um conjunto de dados de transferência de alta velocidade até 10 Gb / s com a capacidade de fluxo de energia de até 100 W. Essas características podem fazer USB-C um padrão de conectividade verdadeiramente universal para dispositivos modernos.

USB-C o USB Type-C?

Estes dois termos são geralmente intercambiáveis (usar tanto neste artigo). Embora USB-C é o mais comumente usado, USB tipo C é o nome oficial do padrão listado USB.org.

Funcionalidade USB-C

A interface USB-C tem três características principais:

• Tem um dispositivo de ligação rotativo. A interface está concebida de tal maneira que a ficha possa ser rodado em relação à tomada.
• Ele suporta o padrão USB 2.0, USB 3.0 e USB 3.1 Gen 2. também, Ele pode suportar protocolos de terceiros, tais como HDMI e DisplayPort em um modo operacional chamado modo alternativo.
• Ele permite que os dispositivos para negociar e escolher um nível adequado de fluxo de corrente através da interface.

Nas seções a seguir, veremos como esses recursos são fornecidos pelo USB Type-C.

imprensa / spinotto USB Type-C

figura 1. La presa USB Type-C.

figura 2. La spina USB Type-C.

Casais diferenciais USB 2.0

I pin D + e D- pares diferenciais são utilizados para conectividade USB 2.0. Existem dois pinos D + e dois pinos D na tomada.

contudo, os pinos são ligados um ao outro e há realmente apenas um par de dados USB diferencial 2.0 disponível para uso. A redundância é apenas para ter um conector que pode rodar.

massa Pin e poder

I pin VBUS e GND levando a potência e os caminhos de retorno para os sinais. O VBUS tensão padrão 5 V, mas o padrão permite que os dispositivos para negociar e escolher um VBUS tensão diferente do valor padrão. A entrega de potência permite ter uma tensão VBUS até 20 V. Mesmo a corrente máxima pode ser aumentada até 5 UMA. em seguida, o USB Type-C poderia entregar uma potência máxima de 100 W.

O fluxo de alta potência pode ser útil quando o carregamento de um grande dispositivo, tal como um computador portátil. figura 3 mostra um exemplo de RICHTEK em que um conversor de Buck-impulso é utilizado para gerar a tensão apropriada necessária para o computador portátil.

figura 3.

Note-se que a tecnologia de distribuição de poder faz USB Type-C mais versátil do que os padrões anteriores, porque torna o nível de potência adaptável às necessidades da carga. Você pode carregar ambos os smartphones e notebooks usando o mesmo cabo.

Eu pino RX e TX

Há dois conjuntos de pares diferenciais RX e dois pares de pares diferenciais TX.

Um destes dois pares RX, juntamente com um par TX pode ser utilizado para o protocolo USB 3.0 / USB 3.1. Uma vez que o conector é flippabile, um multiplexador é necessária para redireccionar adequadamente os dados sobre os pares diferenciais utilizados através do cabo.

Eu pino CC1 e CC2

Estes pinos são o pino de configuração de canal. Elas desempenham uma série de funções, tais como a ligação do cabo e detecção remoção. Estes pinos também podem ser usadas para as comunicações requeridas pelo fornecimento de energia e o modo de alternativa.

figura 4 abaixo mostra como o pino CC1 e CC2 revelar a orientação da ingestão / spina. Nesta figura, DFP significa Downing Enfrentando Porto, a porta que funciona como um host na transmissão de dados ou da fonte de alimentação. UFP indica Porta a montante, que é o dispositivo de ligado para o hospedeiro ou para o consumidor de energia.

figura 4.

O DFP puxa o pino CC1 e CC2 através das resistências Rp mas o UFP os arrasta para baixo através Rd. Se nenhum cabo está ligado, a fonte vê uma lógica alta nos pinos CC1 e CC2. A conexão do cabo Tipo-C USB cria um caminho de corrente para ele a partir 5 V a terra. Uma vez que no interior do cabo USB tipo C existe apenas um cabo DC, Ele é formado apenas um caminho atual. por exemplo, no gráfico superior da Figura 4, o pino do CC1 DFP está ligado ao pino CC1 dell'UFP. em seguida, DFP pino CC1 terá uma tensão de menos do que 5 V, mas o pino CC2 DFP ainda será a mais lógica. portanto, monitorização da tensão sobre o DFP CC1 e CC2 pino, pode-se determinar a ligao dos cabos e a sua orientação.

Além da orientação do cabo, caminho Rp-Rd é usado como uma forma de comunicar informações sobre as capacidades da fonte de corrente. A fine tal, o consumidor de energia (UFP) monitoriza a tensão sobre o cabo DC. Quando a tensão no cabo DC tem o menor valor (cerca de 0,41 V), a fonte pode fornecer a potência padrão USB que é, respectivamente, 500 mA e 900 mA para USB 2.0 e USB 3.0. Quando a tensão da linha DC é de cerca de 0,92 V, a fonte pode fornecer uma corrente de 1,5 UMA. A mais elevada tensão de linha, que é sobre 1,68 V corresponde à capacidade de corrente de uma fonte de 3 UMA.

O pino VCONN

Como mencionado anteriormente, o Tipo-C USB visa proporcionar velocidades de transferência de dados rápida e os níveis dos fluxos de alta potência. Estes recursos podem exigir o uso de cabos especiais que são marcadas eletronicamente usando um chip dentro. também, alguns cabos activas utilizar uma pastilha re-condutor para melhorar o sinal e compensar os prejuízos sofridos pelo cabo, etc.. Nestes casos, nós podemos fornecer os circuitos dentro do cabo através da aplicação de uma tensão contínua de 5V, para fornecer energia para o pino VCONN. Isto é mostrado na figura 5.

figura 5

Como você pode ver, o cabo activo utiliza as resistências Ra inferior a CC2 pino. O valor Ra é diferente de Rd, em seguida, o DFP ainda é capaz de determinar a orientação do cabo pelo exame da tensão sobre o DFP CC1 e CC2 pino. Após a determinação da orientação do cabo, a configuração do canal correspondente ao pino “Ativa IC Cabo” Vai ser conectado a uma fonte de alimentação de 5-V para alimentar os circuitos dentro do cabo. por exemplo, na figura 5, Rp-RD caminho válido corresponde à CC1 pino. em seguida, CC2 está ligado ao pino indicado pelo VCONN.

I pin SBU1 e SBU2

Estes dois pinos de correspondência para os percursos de sinal de baixa velocidade que são usados ​​apenas como um modo alternativo.

O fornecimento de energia USB

Agora que estamos familiarizados com a pinagem do padrão USB-C, vamos olhar para a entrega de potência USB.

Como mencionado anteriormente, os dispositivos que utilizam a norma USB tipo C pode negociar e escolher um nível adequado de fluxo de corrente através da interface. Essas negociações energia são implementadas através de um protocolo chamado fornecimento de energia USB que é uma única comunicação de fio no cabo DC discutido acima. figura 6 abaixo mostra um exemplo de uma fonte de alimentação USB em que o dissipador envia solicitações à fonte e ajusta a tensão VBUS acordo com a necessidade. Na primeira, é necessário um bus 9-V. Depois que a fonte tenha se estabilizado a tensão do barramento para 9 V, enviar uma mensagem “pronto para a alimentação” para o receptor. em seguida, isso requer um autocarro de 5 V e a fonte fornece-lo e envia de volta uma mensagem “pronto para a alimentação”.

figura 6.

É importante salientar “Fornecimento de energia USB” não só sobre as negociações relativas ao fornecimento de energia, outras negociações, tais como as que se referem ao modo de alternativa, Eles são realizadas utilizando a entrega de potência protocolo sobre o cabo DC.

Formas alternativas

Este modo de operação permite-nos implementar protocolos de terceiros, vêm DisplayPort e HDMI, usando o padrão USB Type-C. Todos modo de alternativas deve suportar pelo menos uma conexão USB 2.0 e fornecimento de energia USB. Para mais informações, referem-se a esta documento TI .

conclusão

USB tipo C tem características interessantes. Ele suporta uma taxa de transferência de rápido e brilhante de dados de até 10 Gb / Se um fluxo de alta potência até 100 W. Estes conectores podem fazer muito pequeno USB Type-C um padrão verdadeiramente universal para dispositivos modernos.