Εισαγωγή στις υποδοχές τύπου C
USB τύπου Cέχει αναδειχθεί σε κυρίαρχο παίκτη στην αγορά χάρη στα πλεονεκτήματα των συνδέσεών του και τώρα βρίσκεται στα πρόθυρα να φτάσει στην κορυφή. Η εφαρμογή του σε διάφορους τομείς είναι ασταμάτητη. Το MacBook της Apple έχει κάνει τους ανθρώπους να αναγνωρίσουν την ευκολία της διεπαφής USB Type-C και επίσης αποκάλυψε την τάση ανάπτυξης των μελλοντικών συσκευών. Στις μέρες μας, όλο και περισσότερες συσκευές USB Type-C θα κυκλοφορήσουν. Αναμφίβολα, η διεπαφή USB Type-C θα γίνει σταδιακά ευρέως διαδεδομένη και θα κυριαρχήσει στην αγορά τα επόμενα χρόνια. Επιπλέον, σε κινητές συσκευές όπως τηλέφωνα και tablet, διαθέτει πολλά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν ταχύτερη φόρτιση, υψηλότερες ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων και υποστήριξη για έξοδο οθόνης. Είναι πιο κατάλληλη ως διεπαφή εξόδου για κινητές συσκευές. Το πιο σημαντικό, υπάρχει έντονη ανάγκη για μια καθολική διεπαφή για την ενίσχυση της συνδεσιμότητας μεταξύ διαφόρων συσκευών. Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να κάνουν τη διεπαφή Type-C πραγματικά να γίνει η ενοποιημένη διεπαφή του μέλλοντος, όχι μόνο στα πεδία εφαρμογών που βλέπετε!
Εάν σχεδιαστεί σύμφωνα με τα βιομηχανικά πρότυπα της Ένωσης USB, η υποδοχή USB Type-C είναι αναπόφευκτα μοντέρνα, λεπτή και συμπαγής, κατάλληλη για κινητές συσκευές. Ταυτόχρονα, πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις υψηλής αντοχής της ένωσης και να είναι κατάλληλη για διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές. Η υποδοχή USB Type-C παρέχει μια αναστρέψιμη διεπαφή βύσματος. Η υποδοχή μπορεί να εισαχθεί από οποιαδήποτε κατεύθυνση, επιτυγχάνοντας εύκολη και αξιόπιστη σύνδεση. Αυτή η υποδοχή πρέπει επίσης να υποστηρίζει πολλά διαφορετικά πρωτόκολλα και μπορεί να είναι συμβατή με HDMI, VGA, DisplayPort και άλλους τύπους σύνδεσης από μία μόνο θύρα USB τύπου C μέσω προσαρμογέων. Για την αντιμετώπιση της απόδοσης σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και άλλα σκληρά περιβάλλοντα, απαιτούνται περισσότερες σχεδιαστικές σκέψεις. Συνιστάται στους κατασκευαστές να επιλέγουν προμηθευτές υποδοχών με πιστοποίηση TID για να αποφεύγουν προβλήματα σε εφαρμογές τερματικών!
ΟUSB τύπου C 3.1Η διεπαφή έχει έξι σημαντικά πλεονεκτήματα:
1) Πλήρης λειτουργικότητα: Υποστηρίζει δεδομένα, ήχο, βίντεο και φόρτιση ταυτόχρονα, θέτοντας τα θεμέλια για δεδομένα υψηλής ταχύτητας, ψηφιακό ήχο, βίντεο υψηλής ευκρίνειας, γρήγορη φόρτιση και κοινή χρήση πολλαπλών συσκευών. Ένα καλώδιο μπορεί να αντικαταστήσει πολλά καλώδια που χρησιμοποιούνταν προηγουμένως.
2) Αναστρέψιμη εισαγωγή: Όπως και με τη διεπαφή Apple Lightning, το μπροστινό και το πίσω μέρος της θύρας είναι τα ίδια, υποστηρίζοντας την αναστρέψιμη εισαγωγή.
3) Αμφίδρομη μετάδοση: Τα δεδομένα και η ισχύς μπορούν να μεταδοθούν και προς τις δύο κατευθύνσεις.
4) Συμβατότητα με παλαιότερες εκδόσεις: Μέσω προσαρμογέων, μπορεί να είναι συμβατό με USB Type-A, Micro-B και άλλες διεπαφές.
5) Μικρό μέγεθος: Το μέγεθος της διεπαφής είναι 8,3 mm x 2,5 mm, περίπου το ένα τρίτο του μεγέθους μιας διεπαφής USB-A.
6) Υψηλή ταχύτητα: Συμβατό με τοUSB 3.1πρωτόκολλο, μπορεί να υποστηρίξει μετάδοση δεδομένων έως και 10Gb/s, όπωςUSB C 10GbpsκαιUSB 3.1 Γενιά 2πρότυπα, επιτυγχάνοντας εξαιρετικά γρήγορη μετάδοση.
Οδηγίες επικοινωνίας USB PD
USB - Το Power Delivery (USB PD) είναι μια προδιαγραφή πρωτοκόλλου που επιτρέπει την ταυτόχρονη μετάδοση έως και 100W ισχύος και επικοινωνίας δεδομένων μέσω ενός μόνο καλωδίου. Το USB Type-C είναι μια εντελώς νέα προδιαγραφή για μια υποδοχή USB που μπορεί να υποστηρίξει μια σειρά από νέα πρότυπα όπως USB 3.1 (Gen1 και Gen2), Display Port και USB PD. Η προεπιλεγμένη μέγιστη υποστηριζόμενη τάση και ρεύμα για μια θύρα USB Type-C είναι 5V 3A. Εάν το USB PD έχει υλοποιηθεί σε μια θύρα USB Type-C, μπορεί να υποστηρίξει την ισχύ των 240W που ορίζεται στην προδιαγραφή USB PD. Επομένως, η κατοχή θύρας USB Type-C δεν σημαίνει ότι υποστηρίζει USB PD. Το USB PD φαίνεται να είναι απλώς ένα πρωτόκολλο για τη μετάδοση και τη διαχείριση ισχύος, αλλά στην πραγματικότητα, μπορεί να αλλάξει ρόλους θυρών, να επικοινωνήσει με ενεργά καλώδια, να επιτρέψει στο DFP να γίνει η συσκευή τροφοδοσίας και πολλές άλλες προηγμένες λειτουργίες. Επομένως, οι συσκευές που υποστηρίζουν PD πρέπει να χρησιμοποιούν τσιπ CC Logic (τσιπ E-Mark), για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας έναΚαλώδιο USB C 5A 100Wμπορεί να επιτύχει αποτελεσματική τροφοδοσία.
Ανίχνευση και χρήση ρεύματος VBUS USB Type-C
Το USB Type-C έχει προσθέσει λειτουργίες ανίχνευσης και χρήσης ρεύματος. Έχουν εισαχθεί τρεις νέες λειτουργίες ρεύματος: η προεπιλεγμένη λειτουργία τροφοδοσίας USB (500mA/900mA), 1,5A και 3,0A. Αυτές οι τρεις λειτουργίες ρεύματος μεταδίδονται και ανιχνεύονται μέσω των ακίδων CC. Για τα DFP που απαιτούν δυνατότητα εκπομπής ρεύματος εξόδου, απαιτούνται διαφορετικές τιμές αντιστάσεων έλξης CC Rp για να επιτευχθεί αυτό. Για τα UFP, η τιμή τάσης στον ακροδέκτη CC πρέπει να ανιχνευθεί για να ληφθεί η δυνατότητα εξόδου ρεύματος του άλλου DFP.
Διαχείριση και ανίχνευση DFP-σε-UFP και VBUS
Το DFP είναι μια θύρα USB Type-C που βρίσκεται στον κεντρικό υπολογιστή ή τον διανομέα, συνδεδεμένη με τη συσκευή. Το UFP είναι μια θύρα USB Type-C που βρίσκεται στη συσκευή ή τον διανομέα, συνδεδεμένη με το DFP του κεντρικού υπολογιστή ή του διανομέα. Το DRP είναι μια θύρα USB Type-C που μπορεί να λειτουργήσει είτε ως DFP είτε ως UFP. Το DRP εναλλάσσεται μεταξύ DFP και UFP κάθε 50ms σε κατάσταση αναμονής. Κατά την εναλλαγή σε DFP, πρέπει να υπάρχει μια αντίσταση Rp που να τραβάει προς τα πάνω στο VBUS ή μια έξοδος πηγής ρεύματος στον ακροδέκτη CC. Κατά την εναλλαγή σε UFP, πρέπει να υπάρχει μια αντίσταση Rd που να τραβάει προς τα κάτω στο GND στον ακροδέκτη CC. Αυτή η ενέργεια εναλλαγής πρέπει να ολοκληρωθεί από το τσιπ CC Logic.
Το VBUS μπορεί να εξάγεται μόνο όταν το DFP ανιχνεύσει την εισαγωγή UFP. Μόλις αφαιρεθεί το UFP, το VBUS πρέπει να απενεργοποιηθεί. Αυτή η λειτουργία πρέπει να ολοκληρωθεί από το τσιπ CC Logic.
Σημείωση: Το προαναφερθέν DRP διαφέρει από το USB-PD DRP. Το USB-PD DRP αναφέρεται στις θύρες τροφοδοσίας που λειτουργούν ως πηγή τροφοδοσίας (πάροχος) και ως αποδέκτης (καταναλωτής). Για παράδειγμα, η θύρα USB Type-C σε έναν φορητό υπολογιστή υποστηρίζει USB-PD DRP, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ως πηγή τροφοδοσίας (όταν συνδέεται μια μονάδα USB ή κινητό τηλέφωνο) ή ως αποδέκτης (όταν συνδέεται μια οθόνη ή ένας προσαρμογέας τροφοδοσίας).
Έννοια DRP, έννοια DFP, έννοια UFP
Η μετάδοση δεδομένων αποτελείται κυρίως από δύο σύνολα διαφορικών σημάτων, TX/RX. Τα CC1 και CC2 είναι δύο ακίδες-κλειδιά με πολλές λειτουργίες:
Εντοπίζοντας συνδέσεις, διακρίνοντας μεταξύ μπροστινής και πίσω όψης, διακρίνοντας μεταξύ DFP και UFP, που είναι η διαμόρφωση master-slave για το Vbus, υπάρχουν δύο τύποι USB Type-C και USB Power Delivery.
Ρύθμιση παραμέτρων Vconn. Όταν υπάρχει ένα τσιπ στο καλώδιο, ένα CC μεταδίδει ένα σήμα και το άλλο CC γίνεται η τροφοδοσία ρεύματος Vconn. Ρύθμιση παραμέτρων άλλων λειτουργιών, όπως κατά τη σύνδεση αξεσουάρ ήχου, DP, PCIE, υπάρχουν τέσσερις γραμμές τροφοδοσίας και γείωσης για κάθε μία, DRP (Θύρα διπλού ρόλου): θύρα διπλού ρόλου, το DRP μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως DFP (Host), UFP (Συσκευή) ή δυναμική εναλλαγή μεταξύ DFP και UFP. Μια τυπική συσκευή DRP είναι ένας υπολογιστής (ο υπολογιστής μπορεί να λειτουργήσει ως κεντρικός υπολογιστής USB ή ως συσκευή προς φόρτιση (το νέο MacBook Air της Apple)), ένα κινητό τηλέφωνο με λειτουργία OTG (το κινητό τηλέφωνο μπορεί να λειτουργήσει ως συσκευή προς φόρτιση και ανάγνωση δεδομένων ή ως κεντρικός υπολογιστής για παροχή ρεύματος ή ανάγνωση δεδομένων από μια μονάδα USB), ένα power bank (η εκφόρτιση και η φόρτιση μπορούν να γίνουν μέσω μίας θύρας USB Type-C, δηλαδή, αυτή η θύρα μπορεί να εκφορτιστεί και να φορτιστεί).
Η τυπική μέθοδος υλοποίησης κεντρικού υπολογιστή-πελάτη (DFP-UFP) του USB Type-C
Έννοια CCpin
CC (Κανάλι Διαμόρφωσης): Κανάλι Διαμόρφωσης, αυτό είναι ένα νέο κανάλι κλειδιού που προστέθηκε στο USB Type-C. Οι λειτουργίες του περιλαμβάνουν την ανίχνευση συνδέσεων USB, την ανίχνευση της σωστής κατεύθυνσης εισαγωγής, τη δημιουργία και τη διαχείριση της σύνδεσης μεταξύ συσκευών USB και VBUS, κ.λπ.
Υπάρχει μια άνω αντίσταση έλξης Rp στον ακροδέκτη CC του DFP και μια κάτω αντίσταση έλξης Rd στο UFP. Όταν δεν είναι συνδεδεμένο, το VBUS του DFP δεν έχει έξοδο. Μετά τη σύνδεση, ο ακροδέκτης CC συνδέεται και ο ακροδέκτης CC του DFP θα ανιχνεύσει την αντίσταση έλξης Rd του UFP, υποδεικνύοντας ότι η σύνδεση έχει γίνει. Στη συνέχεια, το DFP θα ανοίξει τον διακόπτη τροφοδοσίας Vbus και θα δώσει ισχύ εξόδου στο UFP. Ποιος ακροδέκτης CC (CC1, CC2) ανιχνεύει την αντίσταση έλξης καθορίζει την κατεύθυνση εισαγωγής της διεπαφής και επίσης αλλάζει RX/TX. Η αντίσταση Rd = 5,1k και η αντίσταση Rp είναι αβέβαιη. Σύμφωνα με το προηγούμενο διάγραμμα, μπορεί να φανεί ότι υπάρχουν διάφορες λειτουργίες τροφοδοσίας για USB Type-C. Πώς να τις διακρίνουμε; Βασίζεται στην τιμή του Rp. Η τάση που ανιχνεύεται από τον ακροδέκτη CC είναι διαφορετική όταν η τιμή του Rp είναι διαφορετική και, στη συνέχεια, ελέγχει το άκρο του DFP για να εκτελέσει ποια λειτουργία τροφοδοσίας. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι δύο ακροδέκτες CC που σχεδιάζονται στο παραπάνω σχήμα είναι στην πραγματικότητα μόνο μία γραμμή CC στο καλώδιο χωρίς το τσιπ.
Ώρα δημοσίευσης: 03 Νοεμβρίου 2025
