USB-Typ-C wissen rundum-Interpretation

Ein USB-Datenkabel ist nichts anderes als eine Linie plus zwei Köpfe, die scheint einfach, aber nicht vorstellen, die einfachen, kleinen Datenleitungen, versteckte n können Sie nicht wissen, das Wissen undUSB-Typ-Cstellte sich heraus, dass es ist nicht klar, dass es Sie nicht sehen kann.


Der USB-Typ-C-Stecker kann das Problem der USB-Geräte anschließen reduzieren und USB-Typ-C unterstützt auch die folgenden Technologien: Datenraten bis zu 10 Gbit / s USB3.1 Spezifikation bis zu 100W power Output audio multiplexing und Umschalten der Modi wie Videosignale wie DisplayPort oder MHL.

Obwohl die Industrie hat den Umgang mit bringt USB für Jahrzehnte, aber die Realisierung der Typ-C-Verbindung noch viele neue Herausforderungen. Zum Beispiel bei 10 Gbit / s, die Spannung-Schaukel auf der Datenleitung ist weniger als 0,5V. Der Designer muss einen Equalizer in der Bitübertragungsschicht (PHY) des angeschlossenen Receivers um das Eingangssignal zu erhalten. In diesem Fall das "Auge" im Auge des Signals ist im Wesentlichen geschlossen und die notwendige Entzerrung ist erforderlich, um In die "Augen" zu öffnen, zur gleichen Zeit, die Anzeige Signal darstellt, die logisch 0 oder Logik 1.

Gibt es noch viele weitere Herausforderungen bei der Umsetzung von Typ-C-Verbindungen, vor allem, wenn die USB3.1-Spezifikation an volle Datenraten von 10 Gbit arbeitet / s.

USB-Typ-C-Einführung:

1, ultra-dünnen

Dünner Körper braucht dünner Hafen, der einer der Gründe ist, die USB-C herausstellte. USB-C-Anschluss Länge 0,83 cm, Breite 0,26 cm. Der alten USB-Port ist 1,4 cm lang und 0,65 cm breit. Dies bedeutet auch, dass das Ende des Datenkabels USB-C ein Drittel der Größe von den Standarddaten USB-A Stecker werden.

2, keine positive und negative

Wie Apples Blitz Schnittstelle ist USB-C-Anschluss identisch mit der Vorder- und Rückseite. Das heißt, egal, wie Sie einfügen ist dieser Port korrekt. Benutzer müssen nicht über den herkömmlichen USB-Anschluss herbeigeführt durch die positiven und negativen Probleme kümmern.

3, schnelle

USB-C-Anschlüsse haben theoretisch eine maximale Übertragungsrate von 10Gb pro Sekunde. Aber Apple die neuen MacBook USB-C Port maximale Übertragungsrate von 5Gbps sagte. Die maximale Ausgangsspannung ist 20 Volt, was die Ladezeit beschleunigen können. Der USB-A-Typ, so weit die Grenze Übertragungsrate von 5Gbps, die Ausgangsspannung von 5 Volt.

4, vielseitig

Das neue MacBook USB-C-Anschluss kann Daten übertragen, laden Sie ihn als einen video-Ausgang-Port externe Anzeigegeräte zu verknüpfen. Die einzige Frage ist, wie Apple die Benutzer erfüllt diese drei Dinge gleichzeitig tun wollen.

5, zwei-Wege-

USB-Typ-C im Gegensatz zu den alten USB-Port, macht kann nur unidirektionale Übertragung, USB-C Port Kraftübertragung ist zwei-Wege-, was bedeutet, dass es zwei Übertragungsmodus macht haben kann. Daher Benutzer können nicht nur einen Laptop, mobile Geräte aufzuladen, können Sie auch andere Geräte oder mobile Stromversorgung für das Notebook aufladen.

6, abwärtskompatibel

USB-C kann mit älteren USB-Standards kompatibel sein, aber Benutzer müssen ein Zusatzadapter Vervollständigung Kompatibilität zu erwerben. Apple sagte, dass nicht nur Apple verkauft den Adapter, Drittfirmen können auch die Produktion autorisieren.

Was sind die Probleme, die bei der Entwicklung von USB-Typ-C angegangen werden müssen?

1, überdenken PHY

Die positiven und negativen Plug-in-Funktionen des Konnektors müssen beispielsweise bei der Umsetzung der physikalischen Ebene rekonstruiert werden. Ausführung mit USB 2.0 Datenrate im Designer können ein paar Widerstände, kurze verbinden die zwei Datenpfade in der physikalischen Schicht um anzugeben, wie der Stecker eingesteckt ist. Mit einer niedrigeren Datenrate von USB 2.0 hat die physikalische Schicht ausreichende Leistung Spielräume, die Reflexionen verursacht durch die kurzgeschlossene Datenpfad zu behandeln.

Für USB3. 0 und USB3.1 Datenraten muss der Designer zwei Datenpfade um höhere Preise zu behandeln. Über einen Anschluss in die Richtung das System mit einem Datenpfad verbunden ist und in die andere Richtung ist das System zu einem anderen Datenpfad verbunden.  Die dual-Datenpfad ist notwendig weil, bei der Übermittlung von 5Gbit / s und 10 Gbit / s Datenraten, die Richtung des kurzen Pass durch den Datenpfad wird dazu führen, dass zuviel Signalreflexion zu brechen, die Daten.

Der Designer muss entscheiden, wie das Problem zu lösen. Eine Lösung ist mit zwei physischen Schichten, jede mit einer Bitübertragungsschicht. Der Nachteil der dual Bitübertragungsschicht-Lösung ist, dass es 20 dauert bis 25 % zusätzliche Fläche zwei SuperSpeed Datenpfade und zwei Hi-Speed Datenpfade zu implementieren und zwei Schaltungen Phase-locked Loop (PLL) und zwei Sätze von Energie, Boden und Daten-Pins erfordert. Das Endergebnis ist, dass ein systemeigenen High-Speed-Datenpfad zählt mehr als seine tatsächlichen Bedürfnisse.

Eine effizientere Implementierung ist die Verwendung der physikalischen Schicht, die optimiert wurde für die USB-Typ-C-Spezifikation, die zwei SuperSpeed Datenpfade, ein Hi-Speed-Daten-Pfad, eine Reihe von Phase-locked Ringleitung und eine Reihe von Energie, Boden und Daten-Pins hat.

Die Wahl des Designers hängt von ihrer endgültigen Anwendung. Kostenbewusste Markt wählen, auf dem Gelände zu retten und der Chip erreicht werden, indem eine zusätzliche Hi-Speed-Daten-Pfad und reduzieren die Anzahl der Pins um bis zu 40 %.

2, USB-Typ-C-Signalisierung

Die zweite Herausforderung für die Umsetzung von USB-Typ-C ist die Signal-Komplexität für 24-poligen Stecker erforderlich. Die USB-Typ-C-Spezifikation gibt das Konfiguration-Eingangssignal (CC) und das macht (PD) Ausgangssignal zu definieren die Parameter, wie die Richtung des Steckers, wie viel Strom kann die Kabelenden in der Typ-C-Port und der Stecker angeschlossen werden, wenn es ist für Audio und Video und in der Switch-Modus.

Während unterstützt die Konfiguration des Kanal-Signale mit Power Signale für zusätzliche Logik erforderlich Ausgang: Ausgangsleistung Nachricht-Steuerung und Konfiguration-Kanal-Logik. Die Design Challenge gehört zu behandeln zwei Signale, die bei verschiedenen Spannungen, abhängig von der Signalkombination zu diesem Zeitpunkt auftreten können.

Die Typ-C-Spezifikation beseitigt auch das USB On-The-Go-Konzept, aber stattdessen nimmt die Dual-Rolle-Port-Konzept. USB On-The-Go ist ein Signalisierungsverfahren, das angibt, ob ein Port als Gastgeber oder als ein Gerät verwendet wird. Das On-The-Go-Protokoll verwendet die ID-Pin um zu signalisieren, ob der Port als ein Meister oder ein Gerät bei der Arbeit handelt; Typ-C muss nicht dieses Signal jedoch so es notwendig ist, macht Ausgabenachricht dazu verwenden, wodurch das PD-Signal, weitere Komplikation zu erreichen.

3, systembedingte Probleme

Typ-C-Anschluss kann USB-Benutzer bequemer Leben machen, aber die Kosten sind, die Arbeit des Designers zu machen immer komplexer werden. Designer müssen entscheiden, welche eine wollen sie unterstützen USB 2.0, 3.0 oder 3.1, wie Griff Leistung, und ob Sie Audio- und Videodateien schaltbare Modus unterstützen.

USB-Typ-C-Implementierung wird auch ein System auswirken. Beispielsweise wenn SoC Power Output Funktionalität unterstützen will, können der Designer einen externe Stromversorgung-Management-Chip verwenden, der alle sicherheitsrelevanten Bedingungen erfüllt. Dadurch teilt die Leistung und die Kanal-Logik, vielleicht zwischen der physikalischen Schicht und eine separate Power Management-Chip, oder das Hauptsystem CPU und sogar einen dedizierten externen Mikrocontroller zu konfigurieren.

Synopsys umfassende USB-Controller und physikalische Schicht IP Portfolio von mehr als 3.000 USB-Designs erfolgreich angenommen wurde und mit etwa 3 Milliarden gelieferten Geräten validiert wurde. Dies ist eine gründliche und geradliniges Design-Erfahrung, die wir USB3.1 Bitübertragungsschicht IP optimiert für den Einsatz mit Typ-C-Anschlüsse und Support-Tools und Verifizierung Umgebungen erforderlichen Typ-C-Funktionalität - entwickeln kann dadurch die Designer Arbeit erleichtern.

4, "Linie" des Problems

Neben USB zur Datenübertragung verwendet werden können, sondern auch als Mittel zur macht. Der erste USB-standard, da sie nicht die Energie-Versorgungsmaterial-Kapazität aufweist, also USB 1.0 und 2.0 Power Kapazität Supply beschränkt sich auf 2,5 w (0,5A / 5v). Dies ist zwar genug, Mobiltelefone und andere kleine elektronische Geräte zu liefern, aber für externe Laufwerke, es ist eindeutig nicht genug. Und USB 3.0 entstand, seinen Versorgungsmaterial-Wert von bis zu 4.5w (0.9a / 5v).

Und in die USB-3.1 standard USB Typ-C-Schnittstelle macht Lieferfähigkeit erreichen maximal 20V / 5A, die 100w, nicht nur die Anforderungen der Handy-aufladen, sondern auch die Flachbildschirm-Geräte und Computer zu laden braucht; Darüber hinaus können Energie-Versorgungsmaterial-Kapazität, Sie auch anderen hohen Stromverbrauch des externen Geräten müssen weiteren Power Supply Probleme verbinden entfernen.

Darüber hinaus gibt es einige Probleme mit USB-Typ-C-Stromversorgung. Das ist gut und es gibt Mängel. Die gute Nachricht ist, dass der PD USB 2.0 Standard Notebook oder Tablet direkt in der Zukunft mit Strom kann gleichzeitig auch das Smartphone als mobile Stromquelle verwendet werden.

Auf der anderen Seite ist schlechte Nachricht, dass es keine so genannte Allround-USB-Kabel kommen, diese Kabel müssen einen speziellen Chip zu bauen enthält Informationen über das Kabel. Vollwertiger USB-Kabel muss 1,5 a oder 5v Strom aushalten können, und dieses Kabel Kosten als normale USB-Kabel wesentlich höher