Úvod do konektorů typu C
USB typu Cse díky svým výhodám v oblasti konektorů stal dominantním hráčem na trhu a nyní je na pokraji dosažení vrcholu. Jeho využití v různých oblastech je nezastavitelné. Apple MacBook přiměl lidi rozpoznat pohodlí rozhraní USB Type-C a také odhalil trend vývoje budoucích zařízení. V nadcházejících dnech bude uvedeno na trh stále více zařízení s USB Type-C. Rozhraní USB Type-C se nepochybně postupně rozšíří a v příštích několika letech bude dominovat trhu. Navíc na mobilních zařízeních, jako jsou telefony a tablety, má několik funkcí, které umožňují rychlejší nabíjení, vyšší rychlosti přenosu dat a podporu pro výstup na displej. Je vhodnější jako výstupní rozhraní pro mobilní zařízení. A co je nejdůležitější, existuje silná potřeba univerzálního rozhraní pro zlepšení konektivity mezi různými zařízeními. Díky těmto vlastnostem se rozhraní Type-C může skutečně stát jednotným rozhraním budoucnosti, a to nejen v oblastech použití, které vidíte!
Pokud je konektor USB typu C navržen v souladu s průmyslovými standardy asociace USB, bude nepochybně módní, tenký a kompaktní, vhodný pro mobilní zařízení. Zároveň musí splňovat požadavky asociace na vysokou pevnost a být vhodný pro různé průmyslové aplikace. Konektor USB typu C poskytuje oboustranné zástrčkové rozhraní; zásuvku lze zasunout z libovolného směru, což zajišťuje snadné a spolehlivé připojení. Tento konektor musí také podporovat více různých protokolů a musí být zpětně kompatibilní s HDMI, VGA, DisplayPort a dalšími typy připojení z jediného portu USB typu C pomocí adaptérů. Pro zajištění výkonu v elektromagnetickém rušení (EMI) a dalších náročných prostředích je třeba zvážit více konstrukčních aspektů. Doporučuje se, aby výrobci vybírali dodavatele konektorů s certifikací TID, aby se předešlo problémům v terminálových aplikacích!
Ten/Ta/ToUSB typu C 3.1rozhraní má šest hlavních výhod:
1) Plná funkčnost: Podporuje data, zvuk, video a současné nabíjení, čímž pokládá základy pro vysokorychlostní data, digitální zvuk, video ve vysokém rozlišení, rychlé nabíjení a sdílení více zařízení. Jeden kabel dokáže nahradit několik dříve používaných kabelů.
2) Oboustranné vkládání: Podobně jako u rozhraní Apple Lightning jsou přední a zadní strana portu stejné a podporují oboustranné vkládání.
3) Obousměrný přenos: Data a energie lze přenášet oběma směry.
4) Zpětná kompatibilita: Prostřednictvím adaptérů může být kompatibilní s rozhraními USB typu A, Micro-B a dalšími.
5) Malá velikost: Rozměry rozhraní jsou 8,3 mm x 2,5 mm, což je přibližně třetina velikosti rozhraní USB-A.
6) Vysoká rychlost: Kompatibilní sUSB 3.1protokol, může podporovat přenos dat až 10 Gb/s, napříkladUSB C 10 Gb/saUSB 3.1 2. generacestandardy, čímž se dosahuje ultrarychlého přenosu.
Pokyny pro komunikaci USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) je protokolová specifikace, která umožňuje simultánní přenos energie a datové komunikace až do výkonu 100 W přes jeden kabel. USB Type-C je zcela nová specifikace pro USB konektor, který podporuje řadu nových standardů, jako je USB 3.1 (Gen1 a Gen2), Display Port a USB PD. Výchozí maximální podporované napětí a proud pro port USB Type-C je 5 V 3 A. Pokud je USB PD implementováno v portu USB Type-C, může podporovat výkon 240 W definovaný ve specifikaci USB PD. Port USB Type-C tedy neznamená, že podporuje USB PD. USB PD se zdá být pouze protokolem pro přenos a správu energie, ale ve skutečnosti může měnit role portů, komunikovat s aktivními kabely, umožnit DFP stát se napájecím zařízením a mnoho dalších pokročilých funkcí. Zařízení, která podporují PD, proto musí používat čipy CC Logic (čipy E-Mark), například s použitím...5A 100W USB-C kabellze dosáhnout efektivního napájení.
Detekce a využití proudu VBUS přes USB typu C
USB Type-C má přidané funkce detekce a využití proudu. Byly zavedeny tři nové proudové režimy: výchozí režim napájení USB (500mA/900mA), 1,5A a 3,0A. Tyto tři proudové režimy jsou přenášeny a detekovány prostřednictvím pinů CC. U DFP, které vyžadují vysílací proudový výstup, jsou k dosažení tohoto cíle potřebné různé hodnoty pull-up rezistorů CC Rp. U UFP je nutné detekovat hodnotu napětí na pinu CC, aby se zjistil proudový výstup druhého DFP.
Správa a detekce DFP-UFP a VBUS
DFP je port USB typu C umístěný na hostiteli nebo hubu a připojený k zařízení. UFP je port USB typu C umístěný na zařízení nebo hubu a připojený k DFP hostitele nebo hubu. DRP je port USB typu C, který může fungovat jako DFP nebo UFP. DRP přepíná mezi DFP a UFP každých 50 ms v pohotovostním režimu. Při přepnutí na DFP musí být rezistor Rp přitahován k VBUS nebo výstupu zdroje proudu na pinu CC. Při přepnutí na UFP musí být rezistor Rd přitahován k GND na pinu CC. Toto přepínání musí být dokončeno čipem CC Logic.
VBUS může být vyveden pouze tehdy, když DFP detekuje vložení UFP. Po vyjmutí UFP musí být VBUS vypnut. Tuto operaci musí dokončit čip CC Logic.
Poznámka: Výše uvedený DRP se liší od USB-PD DRP. USB-PD DRP označuje napájecí porty, které fungují jako zdroj napájení (poskytovatel) a příjemce (spotřebitel), například port USB typu C na notebooku podporuje USB-PD DRP, který může fungovat jako zdroj napájení (při připojení USB disku nebo mobilního telefonu) nebo příjemce (při připojení monitoru nebo napájecího adaptéru).
Koncept DRP, koncept DFP, koncept UFP
Přenos dat se skládá hlavně ze dvou sad diferenciálních signálů, TX/RX. CC1 a CC2 jsou dva klíčové piny s mnoha funkcemi:
Detekce připojení, rozlišení mezi přední a zadní stranou, rozlišení mezi DFP a UFP, což je konfigurace master-slave pro Vbus, existují dva typy USB Type-C a USB Power Delivery.
Konfigurace Vconn. Pokud je v kabelu čip, jeden CC vysílá signál a druhý CC se stává napájecím Vconn. Konfigurace dalších režimů, například při připojení audio příslušenství, DP, PCIE, obsahuje čtyři napájecí a zemnící vodiče pro každý, DRP (Dual Role Port): port s dvojitou rolí, DRP lze použít jako DFP (hostitel), UFP (zařízení) nebo dynamicky přepínat mezi DFP a UFP. Typickým zařízením DRP je počítač (počítač může fungovat jako USB hostitel nebo nabíjecí zařízení (nový Apple MacBook Air)), mobilní telefon s funkcí OTG (mobilní telefon může fungovat jako nabíjecí a čtecí zařízení nebo jako hostitel pro napájení nebo čtení dat z USB disku), powerbanka (vybíjení a nabíjení lze provádět přes jeden USB Type-C, tj. tento port umožňuje vybíjení a nabíjení).
Typická implementační metoda host-client (DFP-UFP) pro USB Type-C
Koncept CCpinu
CC (Konfigurační kanál): Konfigurační kanál, jedná se o nově přidaný klíčový kanál v USB typu C. Jeho funkce zahrnují detekci USB připojení, detekci správného směru vkládání, navazování a správu spojení mezi USB zařízeními a VBUS atd.
Na pinu CC rozhraní DFP je horní pull-up rezistor Rp a na UFP dolní pull-down rezistor Rd. Pokud není připojen, sběrnice VBus rozhraní DFP nemá žádný výstup. Po připojení je pin CC připojen a pin CC rozhraní DFP detekuje pull-down rezistor Rd na UFP, což signalizuje, že připojení je navázáno. DFP poté rozpojí napájecí vypínač sběrnice VBus a odešle napájení do UFP. Který pin CC (CC1, CC2) detekuje pull-down rezistor, určuje směr zapojení rozhraní a také přepíná RX/TX. Odpor Rd = 5,1 kΩ a odpor Rp je nejistá hodnota. Z předchozího diagramu je patrné, že pro USB Type-C existuje několik režimů napájení. Jak je rozlišit? Je to založeno na hodnotě Rp. Napětí detekované pinem CC se liší, když se liší hodnota Rp, a poté se řídí, aby se provedl který režim napájení. Je třeba poznamenat, že dva CC piny nakreslené na výše uvedeném obrázku jsou ve skutečnosti pouze jednou CC linkou v kabelu bez čipu.
Čas zveřejnění: 3. listopadu 2025
