Introduzione ai connettori di tipo C
USB di tipo CSi è affermata come un attore dominante sul mercato grazie ai vantaggi dei suoi connettori ed è ora sul punto di raggiungere la vetta. La sua applicazione in vari campi è inarrestabile. Il MacBook di Apple ha fatto riconoscere la praticità dell'interfaccia USB Type-C e ha anche rivelato il trend di sviluppo dei dispositivi futuri. Nei prossimi giorni, verranno lanciati sempre più dispositivi USB Type-C. Indubbiamente, l'interfaccia USB Type-C si diffonderà gradualmente e dominerà il mercato nei prossimi anni. Inoltre, su dispositivi mobili come telefoni e tablet, presenta diverse funzionalità che consentono una ricarica più rapida, velocità di trasferimento dati più elevate e supporto per l'output video. È più adatta come interfaccia di output per dispositivi mobili. Ancora più importante, c'è una forte necessità di un'interfaccia universale per migliorare la connettività tra diversi dispositivi. Queste caratteristiche potrebbero far sì che l'interfaccia Type-C diventi davvero l'interfaccia unificata del futuro, non solo nei campi di applicazione che vedete!
Se progettato in conformità con gli standard di settore dell'USB Association, il connettore USB Type-C è destinato a essere alla moda, sottile e compatto, adatto ai dispositivi mobili. Allo stesso tempo, deve soddisfare i requisiti di elevata resistenza dell'associazione ed essere adatto a diverse applicazioni industriali. Il connettore USB Type-C offre un'interfaccia a spina reversibile; la presa può essere inserita da qualsiasi direzione, garantendo una connessione semplice e affidabile. Questo connettore deve inoltre supportare diversi protocolli e può essere retrocompatibile con HDMI, VGA, DisplayPort e altri tipi di connessione da una singola porta USB di tipo C tramite adattatori. Per garantire le prestazioni in caso di interferenze elettromagnetiche (EMI) e altri ambienti difficili, sono necessarie ulteriori considerazioni progettuali. Si consiglia ai produttori di scegliere fornitori di connettori con certificazione TID per evitare problemi nelle applicazioni terminali!
ILUSB Tipo-C 3.1l'interfaccia presenta sei vantaggi principali:
1) Funzionalità completa: supporta dati, audio, video e ricarica contemporaneamente, gettando le basi per dati ad alta velocità, audio digitale, video ad alta definizione, ricarica rapida e condivisione multi-dispositivo. Un unico cavo può sostituire i cavi multipli utilizzati in precedenza.
2) Inserimento reversibile: simile all'interfaccia Lightning di Apple, la parte anteriore e posteriore della porta sono identiche, supportando l'inserimento reversibile.
3) Trasmissione bidirezionale: dati e potenza possono essere trasmessi in entrambe le direzioni.
4) Compatibilità con le versioni precedenti: tramite adattatori, può essere compatibile con USB Type-A, Micro-B e altre interfacce.
5) Dimensioni ridotte: le dimensioni dell'interfaccia sono 8,3 mm x 2,5 mm, circa un terzo delle dimensioni di un'interfaccia USB-A.
6) Alta velocità: compatibile conUSB 3.1protocollo, può supportare la trasmissione dati fino a 10 Gb/s, comeUSB C 10 GbpsEUSB 3.1 Gen 2standard, ottenendo una trasmissione ultraveloce.
Istruzioni per la comunicazione USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) è una specifica di protocollo che consente la trasmissione simultanea di fino a 100 W di potenza e comunicazione dati su un singolo cavo; USB Type-C è una specifica completamente nuova per un connettore USB in grado di supportare una serie di nuovi standard come USB 3.1 (Gen1 e Gen2), Display Port e USB PD; la tensione e la corrente massime supportate predefinite per una porta USB Type-C sono 5 V 3 A; se USB PD è implementato in una porta USB Type-C, può supportare la potenza di 240 W definita nella specifica USB PD, pertanto, avere una porta USB Type-C non significa che supporti USB PD; USB PD sembra essere solo un protocollo per la trasmissione e la gestione dell'alimentazione, ma in realtà può cambiare i ruoli delle porte, comunicare con cavi attivi, consentire a DFP di diventare il dispositivo di alimentazione e molte altre funzioni avanzate. Pertanto, i dispositivi che supportano PD devono utilizzare chip CC Logic (chip E-Mark), ad esempio utilizzando unCavo USB-C 5A 100Wpuò ottenere un'alimentazione elettrica efficiente.
Rilevamento e utilizzo della corrente VBUS USB Type-C
L'USB Type-C ha aggiunto funzioni di rilevamento e utilizzo della corrente. Sono state introdotte tre nuove modalità di corrente: la modalità di alimentazione USB predefinita (500 mA/900 mA), 1,5 A e 3,0 A. Queste tre modalità di corrente vengono trasmesse e rilevate tramite i pin CC. Per i DFP che richiedono la trasmissione della capacità di uscita di corrente, sono necessari diversi valori delle resistenze di pull-up CC Rp per ottenere questo risultato. Per gli UFP, è necessario rilevare il valore di tensione sul pin CC per ottenere la capacità di uscita di corrente dell'altro DFP.
Gestione e rilevamento DFP-UFP e VBUS
DFP è una porta USB Type-C situata sull'host o sull'hub, collegata al dispositivo. UFP è una porta USB Type-C situata sul dispositivo o sull'hub, collegata al DFP dell'host o dell'hub. DRP è una porta USB Type-C che può funzionare sia come DFP che come UFP. DRP commuta tra DFP e UFP ogni 50 ms in modalità standby. Quando si passa a DFP, deve essere presente una resistenza Rp che collega VBUS o un'uscita di corrente sul pin CC. Quando si passa a UFP, deve essere presente una resistenza Rd che collega GND sul pin CC. Questa azione di commutazione deve essere completata dal chip CC Logic.
Il VBUS può essere emesso solo quando il DFP rileva l'inserimento dell'UFP. Una volta rimosso l'UFP, il VBUS deve essere disattivato. Questa operazione deve essere completata dal chip CC Logic.
Nota: il DRP sopra menzionato è diverso dal DRP USB-PD. Il DRP USB-PD si riferisce alle porte di alimentazione che fungono da fonte di alimentazione (fornitore) e da dissipatore (consumatore); ad esempio, la porta USB Type-C di un laptop supporta il DRP USB-PD, che può fungere da fonte di alimentazione (quando si collega un'unità USB o un telefono cellulare) o da dissipatore (quando si collega un monitor o un adattatore di alimentazione).
Concetto DRP, concetto DFP, concetto UFP
La trasmissione dei dati è costituita principalmente da due serie di segnali differenziali, TX/RX. CC1 e CC2 sono due pin chiave con numerose funzioni:
Rilevamento delle connessioni, distinzione tra lato anteriore e posteriore, distinzione tra DFP e UFP, che è la configurazione master-slave per Vbus, esistono due tipi di USB Type-C e USB Power Delivery.
Configurazione Vconn. Quando è presente un chip nel cavo, un CC trasmette un segnale e l'altro CC diventa l'alimentatore Vconn. Configurando altre modalità, come quando si collegano accessori audio, DP, PCIE, ci sono quattro linee di alimentazione e di terra per ciascuna, DRP (Dual Role Port): porta a doppio ruolo, DRP può essere utilizzata come DFP (Host), UFP (Device) o commutare dinamicamente tra DFP e UFP. Un tipico dispositivo DRP è un computer (il computer può fungere da host USB o da dispositivo da ricaricare (il nuovo MacBook Air di Apple)), un telefono cellulare con funzione OTG (il telefono cellulare può fungere da dispositivo da ricaricare e leggere dati, o da host per fornire alimentazione o leggere dati da un'unità USB), un power bank (la scarica e la ricarica possono essere effettuate tramite una porta USB Type-C, ovvero questa porta può scaricare e caricare).
Il tipico metodo di implementazione host-client (DFP-UFP) di USB Type-C
Concetto CCpin
CC (Configuration Channel): Configuration Channel, un canale chiave aggiunto di recente in USB Type-C. Le sue funzioni includono il rilevamento delle connessioni USB, il rilevamento della corretta direzione di inserimento, la creazione e la gestione della connessione tra dispositivi USB e VBUS, ecc.
Sul pin CC del DFP è presente una resistenza di pull-up superiore Rp e su quello dell'UFP una resistenza di pull-down inferiore Rd. Quando non è connesso, il VBUS del DFP non ha uscita. Dopo la connessione, il pin CC è connesso e il pin CC del DFP rileverà la resistenza di pull-down Rd dell'UFP, indicando che la connessione è avvenuta. Quindi, il DFP aprirà l'interruttore di alimentazione del Vbus e fornirà alimentazione all'UFP. Il pin CC (CC1, CC2) che rileva la resistenza di pull-down determina la direzione di inserimento dell'interfaccia e commuta anche RX/TX. La resistenza Rd = 5,1 kJ e la resistenza Rp è un valore incerto. Secondo il diagramma precedente, si può vedere che esistono diverse modalità di alimentazione per USB Type-C. Come distinguerle? Si basa sul valore di Rp. La tensione rilevata dal pin CC è diversa quando il valore di Rp è diverso, quindi controlla l'estremità del DFP per eseguire quale modalità di alimentazione. È opportuno notare che i due pin CC disegnati nella figura soprastante sono in realtà solo una linea CC nel cavo senza il chip.
Data di pubblicazione: 03-11-2025
