Der neue USB Type-C Alles, was Sie wissen müssen | Funktionen und Pinouts

Einführung:

Wenn es um die Konnektivität zwischen Geräten geht, gilt USB als Standard für kabelgebundene Konnektivität. Die letzte große Aktualisierung der USB-Standards erfolgte mit der Einführung des USB-C-Anschlusses. Wie viel wissen Sie über den USB-Typ-C-Anschluss? In diesem Artikel werden wir die Anatomie des UCB Type-C und seiner Modi besprechen. Dieser USB ist sowohl für die Datenübertragung als auch für die Stromversorgung geeignet. Es ist auch umklappbar und hat viele wichtige Funktionen, die wir uns ansehen werden. Aber lassen Sie uns zuerst USB-C definieren.

USB Type-C:

USB Type-C (auch bekannt als USB-C) ist ein 24-poliges USB-Anschlusssystem. Es kann eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung von bis zu 10 GB/s und eine Leistungsabgabe von bis zu 100 W bereitstellen.

USB Typ-C-Funktionen:

Die USB Type-C-Schnittstelle hat drei Hauptmerkmale:

1. Es besteht aus einem drehbaren Stecker, sodass es relativ zur Buchse gedreht werden kann.
2. Er kann frühere USB-Standards (USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 usw.) und Protokolle von Drittanbietern (DisplayPort, HDMI) im Alternativmodus unterstützen.
3. Unter Verwendung dieser Schnittstelle kann das Gerät den geeigneten Pegel des Stromflusses durch die Schnittstelle wählen.

Der USB-C-Anschluss/Stifte:

Der USB-C-Anschluss hat 24 Pins für die Buchse und den Stecker, wie zuvor erwähnt.

Abbildung 1. Die USB-Typ-C-Buchse. Bild mit freundlicher Genehmigung von Microchip.

Abbildung 2. Der USB-Typ-C-Stecker. Bild mit freundlicher Genehmigung von Microchip.

Die differenziellen USB 2.0-Paare:

Die für die USB 2.0-Konnektivität verwendeten differenziellen Paare sind die Pins D+ und D-. Die beiden Pins D+ und D- in der Buchse sind miteinander verbunden und es steht nur ein USB 2.0-Datendifferentialpaar zur Verfügung. Dies ist für die „Flippable“-Funktion.

Die Strom- und Erdungsstifte:

Die VBUS-Pins und GND-Pins sind jeweils der Strom- und der Rückweg. Die Standardspannung für VBUS beträgt 5 V, aber Sie können andere als die Standardwerte für verschiedene Geräte verwenden. Der VBUS kann bis zu 20 V mit einem maximalen Strom von 5 A führen und kann daher eine maximale Leistung von bis zu 100 W liefern. Dies kann zum Laden größerer Geräte verwendet werden, die mehr Leistung benötigen. Das bedeutet, dass USB Type-C an die Leistungsanforderungen von Geräten angepasst werden kann.

Die RX- und TX-Pins:

Es gibt zwei Sätze von RX- und TX-Differentialpaaren. Eines der RX-Paare und ein TX-Paar können für das USB 3.0/3.1-Protokoll verwendet werden. Ein Multiplexer wird verwendet, um die Daten von den differentiellen Paaren durch das Kabel umzuleiten, da der USB umklappbar ist. Beachten Sie auch, dass der Mindestfunktionssatz von USB-C USB 3.0/3.1 nicht enthält und über den alternativen Modus verwendet werden kann.

Die Pins CC1 und CC2:

Die Pins CC1 und CC2 sind die Pins für die Kanalkonfiguration. Sie ermöglichen das Anschließen von Kabeln, das Erkennen des Entfernens, das Erkennen der Ausrichtung von Buchsen/Steckern, die Stromanzeige usw. Sie können auch während der Stromversorgung und im alternativen Modus für die Kommunikation verwendet werden.

Der VCONN-Pin:

Der USB-C wird für schnelle Datenübertragung und Stromfluss verwendet. Diese Funktion erfordert die Verwendung spezieller Chips in Kabeln. Einige aktive Kabel verwenden auch einen Re-Driver-Chip, um das Signal zu verstärken und Verluste zu überwinden. Dies kann durch Anlegen einer 5-V-, 1-W-Stromversorgung an den VCONN-Pin im Inneren des Kabels erfolgen. Das aktive Kabel verwendet einen Ra-Widerstand, um die CC2-Pins nach unten zu ziehen. Nachdem die Kabelausrichtung bestimmt wurde, wird der Kanalkonfigurationsstift mit einer 5-V-, 1-W-Stromversorgung verbunden, um das Kabel mit Strom zu versorgen. Daher ist der CC2-Pin mit der Stromversorgung VCONN verbunden.

Die SBU1- und SBU2-Pins:

Diese beiden Pins werden im Alternate Mode als langsame Signalpfade verwendet.

Die USB-C-Stromversorgung:

Der USB-C kann bei der Auswahl des geeigneten Stromflusses durch die Schnittstelle helfen. Diese Leistungsverhandlungen finden über das USB Power Delivery Protocol statt. Normalerweise sendet die Senke eine Anfrage an die Quelle und passt die VBUS-Spannung nach Bedarf an. Die Quelle stabilisiert die VBUS-Spannung und sendet dann eine „Power-Supply-Ready“-Meldung an die Senke. Die Senke wird anfordern und die Quelle wird erneut eine „Stromversorgung bereit“-Meldung bereitstellen und senden. Andere Leistungsverhandlungen, wie z. B. im Alternate Mode, werden ebenfalls unter Verwendung des Power Delivery Protocol auf der CC-Leitung des Standards durchgeführt.

Alternative USB-C-Modi:

Der alternative Modus ermöglicht die Implementierung von Protokollen von Drittanbietern (DisplayPort, HDMI usw.). Die alternativen Modi unterstützen die USB 2.0- und USB Power Delivery-Verbindung.

Schlussfolgerung:

Der USB-Typ-C wird wirklich zum universellen Standard in modernen Geräten und ist ein würdiges Upgrade. Mit seiner Fähigkeit, Daten und Strom schneller und effizienter zu übertragen, wird es nicht lange dauern, bis er ältere USB-Versionen ersetzt.