Introducció als connectors tipus C
USB tipus Cha emergit com un actor dominant al mercat gràcies als seus avantatges de connectors i ara està a punt d'arribar al cim. La seva aplicació en diversos camps és imparable. El MacBook d'Apple ha fet que la gent reconegui la comoditat de la interfície USB Type-C i també ha revelat la tendència de desenvolupament dels futurs dispositius. En els propers dies, es llançaran cada cop més dispositius USB Type-C. Sens dubte, la interfície USB Type-C es generalitzarà gradualment i dominarà el mercat en els propers anys. A més, en dispositius mòbils com telèfons i tauletes, té diverses funcions que permeten una càrrega més ràpida, velocitats de transferència de dades més altes i compatibilitat amb la sortida de pantalla. És més adequada com a interfície de sortida per a dispositius mòbils. El més important és que hi ha una forta necessitat d'una interfície universal per millorar la connectivitat entre diversos dispositius. Aquestes característiques poden fer que la interfície Type-C es converteixi realment en la interfície unificada del futur, no només en els camps d'aplicació que veieu!
Si es dissenya d'acord amb els estàndards de la indústria de l'Associació USB, el connector USB tipus C està destinat a ser modern, prim i compacte, adequat per a dispositius mòbils. Al mateix temps, ha de complir els requisits d'alta resistència de l'associació i ser adequat per a diverses aplicacions industrials. El connector USB tipus C proporciona una interfície d'endoll reversible; el sòcol es pot inserir des de qualsevol direcció, aconseguint una connexió fàcil i fiable. Aquest connector també ha de ser compatible amb diversos protocols i pot ser compatible amb versions anteriors de HDMI, VGA, DisplayPort i altres tipus de connexió des d'un únic port USB tipus C mitjançant adaptadors. Per abordar el rendiment en interferències electromagnètiques (EMI) i altres entorns durs, cal tenir en compte més aspectes de disseny. Es recomana que els fabricants triïn proveïdors de connectors amb certificació TID per evitar problemes en aplicacions de terminals!
ElUSB tipus C 3.1La interfície té sis avantatges principals:
1) Funcionalitat completa: Admet dades, àudio, vídeo i càrrega simultàniament, establint les bases per a dades d'alta velocitat, àudio digital, vídeo d'alta definició, càrrega ràpida i compartició de diversos dispositius. Un cable pot substituir diversos cables utilitzats anteriorment.
2) Inserció reversible: De manera similar a la interfície Lightning d'Apple, la part frontal i posterior del port són iguals, cosa que permet la inserció reversible.
3) Transmissió bidireccional: les dades i l'energia es poden transmetre en ambdues direccions.
4) Compatibilitat amb versions anteriors: mitjançant adaptadors, pot ser compatible amb USB tipus A, Micro-B i altres interfícies.
5) Mida petita: la mida de la interfície és de 8,3 mm x 2,5 mm, aproximadament un terç de la mida d'una interfície USB-A.
6) Alta velocitat: Compatible ambUSB 3.1protocol, pot suportar transmissió de dades de fins a 10 Gb/s, com araUSB C de 10 GbpsiUSB 3.1 Gen 2estàndards, aconseguint una transmissió ultraràpida.
Instruccions de comunicació USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) és una especificació de protocol que permet la transmissió simultània de fins a 100 W d'energia i comunicació de dades a través d'un sol cable; USB Type-C és una especificació completament nova per a un connector USB que pot admetre una sèrie de nous estàndards com ara USB 3.1 (Gen1 i Gen2), Display Port i USB PD; el voltatge i el corrent màxims admesos per defecte per a un port USB Type-C són de 5V 3A; si s'implementa USB PD en un port USB Type-C, pot admetre la potència de 240 W definida a l'especificació USB PD, per tant, tenir un port USB Type-C no vol dir que admeti USB PD; USB PD sembla ser només un protocol per a la transmissió i gestió d'energia, però de fet, pot canviar les funcions del port, comunicar-se amb cables actius, permetre que DFP es converteixi en el dispositiu d'alimentació i moltes altres funcions avançades. Per tant, els dispositius que admeten PD han d'utilitzar xips CC Logic (xips E-Mark), per exemple, utilitzant unCable USB-C de 5A i 100Wpot aconseguir un subministrament d'energia eficient.
Detecció i ús del corrent VBUS USB tipus C
L'USB tipus C ha afegit funcions de detecció i ús de corrent. S'han introduït tres nous modes de corrent: el mode d'alimentació USB per defecte (500 mA/900 mA), 1,5 A i 3,0 A. Aquests tres modes de corrent es transmeten i detecten a través dels pins CC. Per als DFP que requereixen capacitat de sortida de corrent de transmissió, calen diferents valors de les resistències de tracció CC Rp per aconseguir-ho. Per als UFP, cal detectar el valor de voltatge al pin CC per obtenir la capacitat de sortida de corrent de l'altre DFP.
Gestió i detecció de DFP a UFP i VBUS
DFP és un port USB tipus C situat a l'amfitrió o concentrador, connectat al dispositiu. UFP és un port USB tipus C situat al dispositiu o concentrador, connectat al DFP de l'amfitrió o concentrador. DRP és un port USB tipus C que pot funcionar com a DFP o UFP. DRP canvia entre DFP i UFP cada 50 ms en mode d'espera. Quan es canvia a DFP, hi ha d'haver una resistència Rp que pugi fins a VBUS o una sortida de font de corrent al pin CC. Quan es canvia a UFP, hi ha d'haver una resistència Rd que baixi fins a GND al pin CC. Aquesta acció de commutació l'ha de completar el xip CC Logic.
El VBUS només es pot generar quan el DFP detecta la inserció d'UFP. Un cop s'ha tret l'UFP, cal desactivar el VBUS. Aquesta operació l'ha de completar el xip CC Logic.
Nota: El DRP esmentat anteriorment és diferent del DRP USB-PD. El DRP USB-PD fa referència als ports d'alimentació que actuen com a font d'alimentació (proveïdor) i com a sumidero (consumidor); per exemple, el port USB tipus C d'un ordinador portàtil admet el DRP USB-PD, que pot actuar com a font d'alimentació (quan es connecta una unitat USB o un telèfon mòbil) o com a sumidero (quan es connecta un monitor o un adaptador de corrent).
Concepte DRP, concepte DFP, concepte UFP
La transmissió de dades consisteix principalment en dos conjunts de senyals diferencials, TX/RX. CC1 i CC2 són dos pins clau amb moltes funcions:
Detectant connexions, distingint entre la part frontal i la posterior, distingint entre DFP i UFP, que és la configuració mestre-esclau per a Vbus, hi ha dos tipus d'USB Type-C i USB Power Delivery.
Configuració de Vconn. Quan hi ha un xip al cable, un CC transmet un senyal i l'altre CC es converteix en la font d'alimentació Vconn. Configuració d'altres modes, com ara quan es connecten accessoris d'àudio, DP, PCIE, hi ha quatre línies d'alimentació i de terra per a cadascun, DRP (Dual Role Port): port de doble funció, DRP es pot utilitzar com a DFP (Host), UFP (Device) o canviar dinàmicament entre DFP i UFP. Un dispositiu DRP típic és un ordinador (l'ordinador pot actuar com a host USB o com a dispositiu per carregar-se (el nou MacBook Air d'Apple)), un telèfon mòbil amb funció OTG (el telèfon mòbil pot actuar com a dispositiu per carregar-se i llegir dades, o com a host per proporcionar energia o llegir dades d'una unitat USB), un banc d'energia (la descàrrega i la càrrega es poden fer a través d'un USB Type-C, és a dir, aquest port pot descarregar i carregar).
El mètode d'implementació típic d'USB tipus C (DFP-UFP)
Concepte de CCpin
CC (Configuration Channel): Configuration Channel, aquest és un canal clau recentment afegit a l'USB Type-C. Les seves funcions inclouen la detecció de connexions USB, la detecció de la direcció d'inserció correcta, l'establiment i la gestió de la connexió entre dispositius USB i VBUS, etc.
Hi ha una resistència de pull-up superior Rp al pin CC del DFP i una resistència de pull-down inferior Rd a l'UFP. Quan no està connectat, el VBUS del DFP no té sortida. Després de la connexió, el pin CC es connecta i el pin CC del DFP detectarà la resistència de pull-down Rd de l'UFP, indicant que la connexió s'ha fet. Aleshores, el DFP obrirà l'interruptor d'alimentació del Vbus i enviarà energia a l'UFP. Quin pin CC (CC1, CC2) detecta la resistència de pull-down determina la direcció d'inserció de la interfície i també commuta RX/TX. La resistència Rd = 5.1k i la resistència Rp és un valor incert. Segons el diagrama anterior, es pot veure que hi ha diversos modes d'alimentació per a USB Tipus-C. Com distingir-los? Es basa en el valor de Rp. El voltatge detectat pel pin CC és diferent quan el valor de Rp és diferent i, a continuació, es controla l'extrem del DFP per executar quin mode d'alimentació. Cal destacar que els dos pins CC dibuixats a la figura anterior són en realitat només una línia CC del cable sense el xip.
Data de publicació: 03 de novembre de 2025
