USB tipe-C pengetahuan serba interpretasi

Kabel data USB adalah tidak lebih dari garis ditambah dua kepala, yang tampaknya sederhana, tapi tidak membayangkan baris data sederhana, kecil, tersembunyi banyak, Anda mungkin tidak tahu pengetahuan, danUSB tipe-Cternyata itu tidak jelas bahwa itu tidak dapat melihatnya.


Konektor USB tipe-C dapat mengurangi kesulitan memasukkan perangkat USB, dan USB tipe-C juga mendukung teknologi berikut: tingkat Data sampai dengan 10Gbit / s USB3.1 spesifikasi, hingga 100W power Output, audio multiplexing dan beralih modus seperti sinyal-sinyal video seperti DisplayPort atau MHL.

Meskipun industri telah berurusan dengan USB untuk beberapa dekade, tetapi realisasi koneksi tipe-C masih membawa banyak tantangan baru. Sebagai contoh, ketika beroperasi pada 10 Gbit / s, ayunan tegangan pada jalur data kurang dari 0.5 v. Desainer perlu melaksanakan equaliser di lapisan fisik (PHY) Penerima terhubung untuk mendapatkan sinyal input. Dalam kasus ini, "mata" di mata sinyal secara substansial ditutup dan pemerataan diperlukan diperlukan untuk di "mata" terbuka, pada saat yang sama, sinyal tampilan mewakili logika 0 atau logika 1.

Masih ada banyak tantangan lain ketika mengimplementasikan koneksi tipe-C, terutama ketika spesifikasi USB3.1 bekerja pada tingkat data lengkap 10 Gbit / s.

USB tipe-C Pendahuluan:

1, ultra-tipis

Tubuh tipis membutuhkan tipis port, yang merupakan salah satu alasan USB-C ternyata. Port USB-C panjang 0.83 cm, lebar 0,26 cm. Port USB tua adalah 1.4 cm panjang dan lebar 0.65 cm. Ini juga berarti bahwa ujung kabel data USB-C akan satu-sepertiga dari ukuran standar USB-A data kabel steker.

2, tidak positif dan negatif

Seperti Apple petir antarmuka, port USB-C adalah sama dengan bagian depan dan belakang. Itu adalah, tidak peduli bagaimana Anda memasukkan port ini benar. Pengguna tidak perlu khawatir tentang port USB tradisional yang disebabkan oleh masalah positif dan negatif.

3, cepat

Secara teoritis, Port USB-C memiliki kecepatan transfer maksimum 10 GB per detik. Tetapi Apple mengatakan baru MacBook USB-C port maksimum kecepatan transfer 5Gbps. Tegangan output maksimum adalah 20 volt, yang dapat mempercepat waktu pengisian. Jenis USB-A, sejauh batas kecepatan transfer 5Gbps, tegangan keluaran 5 Volt.

4, serbaguna

MacBook baru USB-C port dapat transfer data, biaya sebagai pelabuhan video output untuk menghubungkan perangkat eksternal tampilan. Satu-satunya pertanyaan adalah bagaimana Apple memenuhi pengguna yang ingin melakukan tiga hal sekaligus.

5, dua arah

USB tipe-C tidak seperti old USB port, kekuasaan dapat hanya satu arah transmisi, transmisi daya port USB-C dua arah, yang berarti bahwa dapat memiliki dua mode transmisi kekuasaan. Karena itu, pengguna tidak dapat hanya menggunakan sebuah laptop untuk mengisi perangkat mobile, Anda juga dapat menggunakan perangkat atau mobile daya untuk notebook lain untuk mengisi.

6, kompatibel

USB-C dapat kompatibel dengan standar USB yang lebih tua, tetapi pengguna perlu membeli adaptor tambahan untuk menyelesaikan kompatibilitas. Apple mengatakan bahwa tidak hanya Apple akan menjual adaptor, pihak ketiga perusahaan juga dapat mengotorisasi produksi.

Apakah isu-isu yang perlu diatasi ketika mengembangkan USB tipe-C?

1, kembali PHY

Misalnya, fitur plug-in yang positif dan negatif dari konektor perlu dibangun kembali dalam pelaksanaan lapisan fisik. Ketika menjalankan kecepatan data USB 2.0, desainer dapat menggunakan sepasang resistor pendek-menghubungkan jalur dua data ke dalam lapisan fisik untuk menunjukkan bagaimana konektor dicolokkan. USB 2.0 data tingkat yang lebih rendah, lapisan fisik memiliki margin kinerja yang memadai untuk menangani refleksi akibat korsleting data jalan.

Untuk USB3.1 USB3.0 bawaan dan tingkat data, perancang harus menerapkan dua jalur data untuk menangani tingkat yang lebih tinggi. Melalui konektor ke arah, sistem terhubung ke jalur data dan di arah lain sistem terhubung ke jalan data lain.  Jalur ganda data diperlukan karena, ketika saat 5Gbit / s dan 10Gbit / s kecepatan data, arah pendek melewati jalur data akan menyebabkan terlalu banyak refleksi sinyal untuk memecah data.

Desainer perlu memutuskan bagaimana untuk memecahkan masalah. Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan dua lapisan fisik, masing-masing dengan lapisan fisik. Kelemahan dari solusi dual layer fisik adalah bahwa dibutuhkan 20% untuk 25% dari daerah tambahan untuk melaksanakan dua jalur data SuperSpeed dan dua jalur data Hi-Speed, dan memerlukan dua set sirkuit fase-loop terkunci (PLL) dan dua set pin listrik, tanah, dan data. Hasil akhirnya adalah bahwa jalan milik sistem data berkecepatan tinggi adalah salah satu lebih dari kebutuhan yang sebenarnya.

Implementasi yang lebih efisien adalah menggunakan lapisan fisik yang telah dioptimalkan untuk spesifikasi USB tipe-C, yang memiliki dua jalur data SuperSpeed, Hi-Speed data jalan, seperangkat terkunci fase-Ring sirkuit dan satu set pin listrik, tanah, dan data.

Pilihan desain tergantung pada aplikasi akhir mereka. Pasar biaya-sensitif akan memilih untuk menyimpan pada daerah dan chip dapat dicapai dengan menghilangkan jalur data tambahan Hi-Speed dan mengurangi jumlah pin hingga 40%.

2, USB tipe-C sinyal

Tantangan kedua untuk menerapkan USB tipe-C adalah sinyal kompleksitas diperlukan untuk 24-pin konektor. Spesifikasi USB tipe-C menentukan konfigurasi saluran (CC) sinyal dan sinyal keluaran (PD) kekuasaan untuk mendefinisikan parameter, adalah arah konektor, berapa banyak daya dapat salah satu kabel terhubung ke port tipe-C, dan konektor ketika untuk audio dan video dan dalam modus switch.

Sementara mendukung konfigurasi saluran sinyal dengan daya output sinyal yang diperlukan untuk logika tambahan: keluaran daya telepon pesan controller dan konfigurasi saluran logika. Bagian dari desain tantangan adalah untuk berurusan dengan dua sinyal yang mungkin terjadi pada tegangan yang berbeda, tergantung pada kombinasi sinyal pada waktu itu.

Spesifikasi tipe-C juga menghilangkan konsep USB On-The-Go, tetapi sebaliknya mengambil konsep Dual peran Port. USB On-The-Go adalah metode sinyal yang menunjukkan apakah port digunakan sebagai tuan rumah atau sebagai perangkat. Protokol On-The-Go menggunakan ID pin sinyal Apakah port bertindak sebagai master atau perangkat di tempat kerja; Namun, tipe-C tidak memiliki sinyal ini, sehingga hal ini diperlukan untuk menggunakan daya output pesan untuk melakukan hal ini, yang membuat PD signal untuk mencapai lebih lanjut komplikasi.

3, masalah-masalah sistemik

Tipe-C konektor USB pengguna dapat membuat hidup lebih nyaman, tetapi biaya untuk membuat karya perancang menjadi lebih kompleks. Desainer akan memiliki untuk memutuskan mana yang mereka ingin dukungan USB 2.0, 3.0 dan / atau 3.1, bagaimana menangani daya output, dan apakah untuk mendukung modus switchable audio dan video.

Implementasi USB tipe-C juga akan memiliki dampak sistem. Misalnya, jika SoC berniat untuk mendukung daya output fungsi, perancang dapat memilih untuk menggunakan chip manajemen daya eksternal yang memenuhi semua syarat keamanan yang relevan. Ini berarti membagi output daya dan konfigurasi saluran logika, mungkin antara lapisan fisik dan chip manajemen daya yang terpisah, atau antara sistem utama CPU dan bahkan mikrokontroler eksternal berdedikasi.

Synopsys' komprehensif kontroler USB dan fisik layer IP portofolio telah berhasil diadopsi oleh lebih dari 3.000 USB desain dan telah disahkan dengan perangkat dikirim sekitar 3 milyar. Ini adalah pengalaman desain mendalam dan mudah yang memungkinkan kita untuk mengembangkan USB3.1 lapisan fisik IP dioptimalkan untuk digunakan dengan konektor tipe-C dan alat-alat pendukung dan lingkungan verifikasi diperlukan untuk menerapkan fungsi tipe-C - ini membuat desainer bekerja lebih mudah.

4, "garis" dari masalah

Selain USB dapat digunakan untuk mentransfer data, tetapi juga sebagai sarana untuk power supply. Awal USB standar karena tidak memiliki kapasitas pasokan daya, sehingga USB 1.0 dan 2.0 power supply kapasitas dibatasi untuk 2.5W (0.5A / 5v). Meskipun hal ini cukup untuk memasok ponsel dan perangkat elektronik kecil lainnya, tetapi untuk drive eksternal, hal ini jelas tidak cukup. Dan USB 3.0 datang menjadi ada, nilainya pasokan hingga 4.5w (0.9a / 5v).

Dan di antarmuka USB tipe-C standar USB 3.1 kapasitas pasokan daya dapat mencapai maksimum 20V / 5A, yang merupakan 100w, tidak hanya untuk memenuhi persyaratan pengisian ponsel, tetapi juga untuk memenuhi peralatan panel datar dan komputer pengisian kebutuhan; Selain itu, kapasitas pasokan daya, Anda juga dapat menghapus lain konsumsi daya tinggi peralatan eksternal perlu untuk menghubungkan masalah pasokan daya lain.

Selain itu, ada beberapa masalah dengan USB tipe-C power supply. Yang baik dan ada kekurangan. Kabar baiknya adalah bahwa standar USB PD 2.0 dapat kekuatan notebook atau tablet langsung di masa depan, sementara juga memungkinkan smartphone untuk digunakan sebagai sumber daya mobile.

Di sisi lain Kabar buruknya adalah bahwa ada tidak ada kabel USB all-around yang disebut keluar, kabel ini perlu untuk membangun sebuah chip khusus, yang berisi informasi tentang kabel. Fitur lengkap kabel USB harus mampu menahan 1.5A atau 5v arus, dan kabel ini biaya daripada biasa kabel USB yang lebih tinggi