USB tipo C conocimiento de la interpretación integral

Un cable de datos USB no es más que una línea más de dos cabezas, que parece simple, pero no imaginar las líneas de datos simple, pequeño, ocultadas muchos no sepan el conocimiento, yUSB tipo Cresultó no está claro que no puede ver.


El conector USB de tipo C puede reducir el problema de conectar dispositivos USB y USB tipo C también admite las siguientes tecnologías: tarifas de datos hasta 10Gbit / s especificación de USB3.1, hasta 100W de potencia salida, audio multiplexado y conmutación modos tales como señales de vídeo como DisplayPort o MHL.

Aunque la industria ha estado tratando con USB para décadas, pero la realización de conexión tipo C todavía trae muchos nuevos desafíos. Por ejemplo, cuando opera en 10 Gbit / s, la oscilación de voltaje en la línea de datos es menos de 0.5V. El diseñador debe implementar un ecualizador en la capa física (PHY) del receptor conectado para obtener la señal de entrada. En este caso, el "ojo" en el ojo de la señal es cerrado substancialmente la igualación es necesaria es necesaria que en los "ojos" abiertos, al mismo tiempo, la señal de visualización representa la lógica 0 o lógica 1.

Todavía hay muchos otros desafíos cuando aplicar las conexiones tipo C, sobre todo cuando la especificación de USB3.1 trabaja a velocidades de datos completo de 10 Gbit / s.

USB tipo C Introducción:

1, ultra delgada

Cuerpo más delgado necesita puerto más fino, que es una de las razones QUE USB-C resultó. Puerto USB-C 0,83 cm longitud, anchura 0,26 cm. El viejo puerto USB es de 1,4 cm de largo y 0,65 cm de ancho. Esto también significa que el extremo del cable de datos USB-C será un tercio del tamaño de la clavija del cable estándar USB-A datos.

2, no positivos y negativos

Como interfaz de relámpago de Apple, el puerto de USB-C es igual a la parte delantera y trasera. Es decir, no importa cómo se inserta este puerto es correcto. Los usuarios no tienen que preocuparse por el puerto USB tradicional provocado por los problemas positivos y negativos.

3, rápido

Teóricamente, los puertos USB-C tienen una velocidad máxima de transferencia de 10Gb por segundo. Pero Apple dijo que la velocidad de transferencia máxima de puerto nuevo MacBook USB-C de 5 Gbps. La tensión de salida máxima es de 20 voltios, que puede acelerar el tiempo de carga. El tipo de USB-A, hasta el momento la tasa de transferencia de limite de 5 Gbps, la tensión de salida de 5 voltios.

4, versátil

Puerto de USB-C de la nueva MacBook puede transferir datos, cargar como un puerto de salida de vídeo para conectar dispositivos externos. La única pregunta es cómo Apple cumple con los usuarios que quieran hacer estas tres cosas al mismo tiempo.

5, dos vías

USB tipo C a diferencia del viejo puerto USB, energía puede solamente unidireccional transmisión, transmisión de energía de puerto USB-C es bidireccional, lo que significa que puede tener dos modo de transmisión de energía. Por lo tanto, los usuarios no sólo pueden utilizar un ordenador portátil para cargar dispositivos móviles, también puede utilizar otros dispositivos o energía móvil para el portátil a cargar.

6, compatible con versiones anteriores

USB-C puede ser compatible con los mayores estándares USB, pero los usuarios necesitan comprar un adaptador adicional para completar la compatibilidad. Apple dijo que no sólo Apple va a vender el adaptador, terceras empresas también pueden autorizar la producción.

¿Cuáles son las cuestiones que deben abordarse en el desarrollo de USB tipo C?

1, reconsiderar PHY

Por ejemplo, las características positivas y negativas plug-in del conector necesitan ser reconstruido en la aplicación de la capa física. Cuando se ejecuta a velocidad USB 2.0, el diseñador puede utilizar un par de resistencias a corto-conectar los caminos de dos datos en la capa física para indicar cómo se enchufa el conector. A una baja velocidad de datos USB 2.0, la capa física tiene márgenes de rendimiento suficiente para manejar los reflejos causados por la ruta de datos en corto.

Para velocidades de USB 3.0 y USB3.1, el diseñador debe implementar dos rutas de datos para manejar tasas más altas. A través de un conector en la dirección, el sistema está conectado a una ruta de datos y en la otra dirección, el sistema está conectado a otro path de datos.  La ruta de datos dual es necesaria porque, cuando se transmite en 5Gbit / s y 10Gbit / tarifas de datos de s, la dirección del pase corto a través de la ruta de datos causará demasiada reflexión de señal analizar los datos.

El diseñador tiene que decidir cómo resolver el problema. Una solución es utilizar dos capas físicas, cada uno con una capa física. El inconveniente de la solución de la doble capa física es que toma 20% a 25% de la superficie extra para implementar dos paths de datos SuperSpeed y dos rutas de datos de alta velocidad y requiere dos conjuntos de circuitos de lazo fase-bloqueado (PLL) y dos juegos de pernos de energía, tierra y datos. El resultado final es que una ruta de datos de alta velocidad propiedad de sistema es uno más de sus necesidades reales.

Una implementación más eficiente es el uso de una capa física que ha sido optimizado para la especificación de USB tipo C, que tiene dos rutas de datos SuperSpeed, una ruta de datos de alta velocidad, un sistema de circuito de anillo cerrado de fase y un conjunto de pines de alimentación, tierra y datos.

La elección del diseñador depende de su aplicación final. El mercado de costos elegirá guardar en el área y el chip puede lograrse mediante la eliminación de una ruta de datos de alta velocidad adicional y reduciendo el número de pernos de hasta un 40%.

2, USB tipo C señalización

El segundo desafío para la aplicación USB tipo C es la complejidad de la señal necesaria para conectores de 24 pines. La especificación USB tipo C especifica la señal del canal (CC) configuración y la señal de salida (PD) de poder definir los parámetros, como la dirección del conector, la cantidad de energía puede cualquiera de los cables cuando es conectados en el puerto de tipo C y el conector para el audio y el video y en el modo de conmutación.

Mientras que el apoyo a la configuración de señales de canales con potencia de salida señales necesarias para la lógica adicional: potencia de salida lógica de mensaje controlador y configuración de canal. Parte del reto de diseño es lidiar con dos señales que pueden ocurrir en diversos voltajes, dependiendo de la combinación de la señal en aquel momento.

La especificación del tipo C también elimina el concepto de USB On-The-Go, pero en su lugar toma el concepto de papel de doble puerto. USB On-The-Go es un método de señalización que indica si un puerto se utiliza como anfitrión o como un dispositivo. El protocolo On-The-Go utiliza el pin de identificación para indicar si el puerto está actuando como un maestro o un dispositivo en el trabajo; sin embargo, de tipo C no tiene esta señal, por lo que es necesario utilizar el mensaje de salida de energía para hacer esto, que hace la señal de PD para lograr una mayor complicación.

3, problemas sistémicos

Conector tipo C puede hacer que los usuarios USB vida más conveniente, pero el costo es hacer el trabajo del diseñador se vuelve más compleja. Los diseñadores tendrán que decidir que uno quieren compatible con USB 2.0, 3.0 o 3.1, como mango de potencia y si para audio y video conmutable modo ayuda.

Aplicación USB tipo C también tendrá un impacto de sistema. Por ejemplo, si SoC pretende soportar la funcionalidad de salida de potencia, el diseñador puede elegir usar un chip de administración de energía externa que cumple todas las condiciones de seguridad pertinentes. Esto significa dividir la potencia y configuración de la lógica del canal, tal vez entre la capa física y un chip de gestión de alimentación separada, o entre el CPU principal del sistema e incluso un microcontrolador externo dedicado.

Controlador USB integral y física de Synopsys capa IP cartera ha sido adoptada con éxito por más de 3.000 diseños USB y se ha validado con unos 3 billones de dispositivos enviados. Esta es una experiencia de diseño detallado y sencillo que nos permite desarrollar la IP de la capa física de USB3.1 optimizado para su uso con conectores de tipo C y herramientas de soporte y entornos de verificación necesarios para implementar funcionalidad tipo C - esto hace que la más fácil el trabajo del diseñador.

4, "línea" del problema

Además de USB puede utilizarse para transferir datos, sino también como un medio para poder oferta. La inicial USB estándar porque tiene la capacidad de suministro de energía para USB 1.0 y 2.0 alimentación capacidad se limita a 2.5w (0.5A / 5v). Aunque esto es suficiente para suministrar los teléfonos móviles y otros dispositivos electrónicos pequeños, pero para unidades externas, claramente no es suficiente. Y USB 3.0, el valor de suministro de hasta 4.5w (0.9a / 5v).

Y en la interfaz de USB tipo C estándar USB 3.1 capacidad de la fuente de energía puede alcanzar un máximo de 20V 5A, que es de 100w, no sólo para cumplir los requisitos de carga de teléfono móvil, sino también para conocer los equipos de pantalla plana y equipo de carga necesidades; Además, capacidad de suministro de energía, también puede quitar otros alto consumo de potencia de la necesidad de equipos externos para conectar otro problemas de suministro de energía.

Además, hay algunos problemas con la fuente de alimentación USB tipo C. Que es bueno y hay deficiencias. La buena noticia es que el estándar USB 2.0 PD puede encender el notebook o tablet directamente en el futuro, permitiendo también el smartphone ser utilizado como una fuente de energía móvil.

Por otro lado la mala noticia es que no existe ningún supuesto versátil USB cable salen, estos cables necesitan para construir un chip especial, que contiene información sobre el cable. Cable USB completa debe ser capaz de soportar 1.5a o 5v de corriente, y este cable barato que el ordinario USB cable mucho mayor