USB tipo C conoscenza di interpretazione a tutto tondo

Un cavo dati USB è nient'altro che una linea plus due teste, che sembra semplice, ma non immaginava le linee di dati semplice, piccolo, molti nascosti, non si può conoscere la conoscenza, eUSB tipo Cvenuto fuori che non è chiaro che non può non vederlo.


Connettore USB tipo-C può ridurre la difficoltà di collegare dispositivi USB e USB tipo C supporta anche le seguenti tecnologie: tassi di dati fino a 10 Gbit / s USB3.1 specifica, fino a 100W di potenza Output, multiplexing audio e commutazione modalità quali segnali video come DisplayPort o MHL.

Anche se l'industria ha avuto a che fare con USB per decenni, ma la realizzazione della connessione di tipo C porta ancora un sacco di nuove sfide. Per esempio, durante il funzionamento a 10 Gbit / s, l'oscillazione di tensione sulla linea dati è inferiore a 0.5 v. Il progettista deve implementare un equalizzatore a livello fisico (PHY) del ricevitore collegato per ottenere il segnale di ingresso. In questo caso, il "occhio" nell'occhio del segnale è sostanzialmente chiuso e l'equalizzazione necessaria è richiesta negli "occhi" aperti, allo stesso tempo, il segnale di visualizzazione rappresenta la logica 0 o 1.

Ci sono ancora molte altre sfide durante l'implementazione di connessioni di tipo C, soprattutto quando la specifica USB3.1 funziona a piena velocità di 10 Gbit / s.

USB tipo C Introduzione:

1, ultra-sottile

Corpo più sottile ha bisogno porta più sottile, che è uno dei motivi per CHE USB-C si è rivelato. Lunghezza porta USB-C 0,83 cm, larghezza cm 0,26. Il vecchio porto USB è di 1,4 cm di lunghezza e larghezza 0,65 cm. Questo significa anche che l'estremità del cavo dati USB-C sarà un terzo delle dimensioni della spina del cavo di dati USB-A standard.

2, no positivo e negativo

Come interfaccia di Lightning di Apple, la porta USB-C è la stessa come la parte anteriore e posteriore. Cioè, non importa come si inserisce questa porta è corretta. Non è necessario preoccuparsi per la porta USB tradizionale causata da problemi di positivi e negativi.

3, veloce

Teoricamente, porte USB-C hanno una velocità di trasferimento massima di 10Gb al secondo. Ma Apple ha detto che la nuova velocità di trasferimento massima di porta USB MacBook-C di 5Gbps. La tensione di uscita massima è di 20 volt, che può accelerare il tempo di ricarica. Il tipo USB-A, finora la velocità di trasferimento limite di 5Gbps, la tensione di uscita di 5 volt.

4, versatile

Porta USB-C il nuovo MacBook è possibile trasferire dati, caricarla come una porta di uscita video per collegare dispositivi di visualizzazione esterna. L'unica domanda è come Apple incontra gli utenti che vogliono fare queste tre cose allo stesso tempo.

5, bidirezionale

USB tipo-C a differenza del vecchio porto USB, potere può solo unidirezionale trasmissione, trasmissione di alimentazione porta USB-C è bidirezionale, il che significa che può avere due modalità di potenza di trasmissione. Pertanto, gli utenti non possono utilizzare solo un computer portatile per ricaricare i dispositivi mobili, è anche possibile utilizzare altri dispositivi o energia mobile per il notebook per ricaricare.

6, compatibile con le versioni precedenti

USB-C può essere compatibile con standard USB più vecchi, ma gli utenti devono acquistare un adattatore aggiuntivo per una piena compatibilità. Apple ha detto che non solo Apple venderà l'adattatore, aziende di terze parti possono anche autorizzare la produzione.

Quali sono i problemi che devono essere affrontate durante lo sviluppo di tipo USB-C?

1, riconsiderare PHY

Ad esempio, le funzionalità plug-in positivo e negative del connettore devono essere ricostruito nell'implementazione del livello fisico. Durante l'esecuzione di velocità di trasferimento dati USB 2.0, la finestra di progettazione è possibile utilizzare una coppia di resistori per breve-collegare i percorsi di due dati nel livello fisico per indicare come il connettore è collegato. Ad un tasso inferiore di dati USB 2.0, il livello fisico ha margini di prestazioni sufficienti per gestire i riflessi causati dal percorso dei dati in corto.

Per i tassi di dati USB 3.0 e USB3.1, il progettista deve implementare due percorsi di dati per gestire tassi più elevati. Tramite un connettore nella direzione, il sistema è collegato a un percorso di dati e in altra direzione, il sistema è collegato a un altro percorso di dati.  Il percorso dati dual è necessario perché, durante la trasmissione a 5 Gbit / s e 10Gbit / s data rate, la direzione del passo breve attraverso il percorso dei dati causerà troppa riflessione di segnale abbattere i dati.

Il progettista deve decidere come risolvere il problema. Una soluzione consiste nell'utilizzare due livelli fisici, ciascuno con un livello fisico. Lo svantaggio della soluzione dual layer fisico è che ci vuole 20% al 25% dell'area supplementare per implementare due percorsi di dati SuperSpeed e due percorsi di dati Hi-Speed e richiede due insiemi di circuiti PLL (PLL) e due set di pin di alimentazione, di terra e di dati. Il risultato finale è che un percorso di sistema di proprietà di dati ad alta velocità è uno più di sue reali necessità.

Un'implementazione più efficiente è l'uso di un livello fisico che è stato ottimizzato per le specifiche USB tipo C, che ha due percorsi di dati SuperSpeed, un percorso di dati Hi-Speed, un set di aggancio di fase circuito ad anello e un set di pin di alimentazione, di terra e di dati.

La scelta di progettazione dipende dalla loro applicazione finale. Il mercato di costo-sensibili sceglierà risparmiare sullo spazio e il chip può essere realizzato eliminando un percorso aggiuntivo di dati Hi-Speed e riducendo il numero di pin fino al 40%.

2, USB tipo C segnalazione

La seconda sfida all'implementazione di tipo USB-C è la complessità di segnale richiesta per connettori a 24 poli. La specifica USB tipo-C specifica il segnale del canale (CC) di configurazione e il segnale di uscita (PD) potere di definire i parametri, ad esempio la direzione del connettore, quanta potenza può i cavi collegati alla porta di tipo C, e il connettore quando è per l'audio e video e in modalità interruttore.

Mentre supporta la configurazione di segnali del canale con potenza di uscita segnali necessari per logica aggiuntiva: potenza di uscita logica controller e configurazione del messaggio di canale. Parte del design challenge è di trattare con due segnali che possono verificarsi con tensioni diverse, a seconda della combinazione di segnale a quel tempo.

La specifica di tipo-C Elimina anche il concetto di USB On-The-Go, ma invece prende il concetto di Dual Port di ruolo. USB On-The-Go è un metodo di segnalazione che indica se una porta viene utilizzata come un host o un dispositivo. Il protocollo On-The-Go utilizza il pin ID per segnalare se la porta funge da un master o un dispositivo sul lavoro; Tuttavia, tipo C non dispone di questo segnale, quindi è necessario utilizzare il messaggio di uscita di alimentazione per fare questo, che rende il segnale di PD per ottenere un ulteriore complicazione.

3, problemi sistemici

Connettore di tipo C possa rendere gli utenti USB vita più conveniente, ma il costo è di rendere il lavoro della designer diventa più complessa. Progettisti dovranno decidere che uno che vogliono il supporto USB 2.0, 3.0 o 3.1, come maniglia di potenza e se supportare modalità commutabile con audio e video.

USB tipo C attuazione avrà anche un impatto sul sistema. Ad esempio, se SoC intende supportare funzionalità di uscita di potenza, il progettista può scegliere di utilizzare un chip di gestione alimentazione esterna che soddisfa tutte le condizioni di sicurezza pertinenti. Ciò significa dividere la potenza in uscita e configurare la logica del canale, forse tra il livello fisico e un chip di gestione di alimentazione separata, o tra il principale sistema CPU e anche un microcontrollore esterno dedicato.

Controller USB completo fisico e degli Synopsys layer IP portfolio è stato adottato con successo da più di 3.000 USB disegni ed è stato convalidato con dispositivi spediti circa 3 miliardi. Si tratta di un'esperienza di progettazione approfondita e semplice che consente di sviluppare USB3.1 strato fisico IP ottimizzato per l'utilizzo con connettori di tipo C e strumenti di supporto e verifica ambienti necessari per implementare funzionalità di tipo-C - questo rende il lavoro del designer più facile.

4, "linea" del problema

Oltre a USB può essere utilizzato per trasferire dati, ma anche come mezzo di potenza di alimentazione. L'iniziale standard perché non ha la capacità di alimentazione di potenza, quindi la capacità di alimentazione USB 1.0 e 2.0 USB è limitata a 2,5 w (0, 5a / 5v). Anche se questo è sufficiente per la fornitura di telefoni cellulari e altri piccoli dispositivi elettronici, ma per le unità esterne, chiaramente non è sufficiente. E USB 3.0 è venuto in essere, il suo valore di alimentazione di fino a 4,5 w (0.9 a / 5v).

E nell'interfaccia USB tipo C standard USB 3.1 capacità dell'alimentatore può raggiungere un massimo di 20V / 5A, che è 100w, non solo per soddisfare le esigenze di ricarica telefono cellulare, ma anche per incontrare il piatto apparecchiature e computer carica esigenze; Inoltre, capacità dell'alimentatore, è possibile anche rimuovere altro consumo di alto potere del bisogno di apparecchiature esterne per collegare un'altra difficoltà di alimentazione di potenza.

Inoltre, ci sono alcuni problemi con alimentazione di tipo USB-C. Che è buono e ci sono carenze. La buona notizia è che lo standard USB 2.0 PD può alimentare il notebook o tablet direttamente in futuro, permettendo anche lo smartphone per essere utilizzato come una fonte di alimentazione mobile.

D'altra parte la cattiva notizia è che non esiste nessun cosiddetto cavo USB all-around venire fuori, questi cavi necessari per creare un chip speciale, che contiene informazioni sul cavo. Completo di cavo USB deve essere in grado di resistere a 1.5 a o 5v di corrente, e questo cavo costo superiore normale cavo USB molto più alto