Mis on C-tüüpi liidese viigu määratlus

Viimane liidese spetsifikatsioon, mis võeti kasutusele pärast tüüpi B. Erinevalt traditsioonilisest USB-liidesest on C-tüüpi sümmeetriline disain, mis ei pea eristama pistiku suunda, vältides kasutajate tüütuid toiminguid, kes ühendavad õiges ja vales suunas. Lisaks toetab USB Type-C protokolli USB PD (Power Delivery), mis suurendab laadimisvõimsust traditsiooniliselt maksimaalselt 7,5 W-lt (5V1,5A) maksimaalselt 100 W-ni (20V5A). Uusim USB PD3.1 spetsifikatsioon parandab C-tüüpi laadimisvõimsust veelgi, maksimaalse võimsusega kuni 240 W (28V5A).

Traditsiooniliste A- või B-tüüpi USB-seadmete puhul on toiteallika liides (allikas) ja toite vastuvõtuliides (Sink) liidese definitsioonis juba standardiseeritud, seega pole vaja karta vastupidise või vale ühenduse pärast. C-tüüpi liidestega seadmete puhul, kuna selliseid erinevusi pole, ei saa kasutajad liidese tüüpi teada, seega peab C-tüüpi kontroller ise selle lõpule viima. Kuidas siis C-tüüpi liidesed üksteist ära tunnevad ja õiget toiteloogikat pakuvad?

Tüüp-C liidese viigu määratlus

C-tüüpi liides jaguneb naispeaks (pistikupesa) ja isaspeaks (pistik). Täielikke C-tüüpi tihvte on 24 ja iga tihvti määratlused on järgmised:

1. VBUS: kokku neli kanalit, siini pinge kontaktid seadmete vahel toiteallikaks, olenemata sellest, kas need on sisestatud edasi- või tagurpidi, need neli kontakti tagavad toiteallika

2. GND: kokku neli kanalit, toiteahelad seadmete vahel, olenemata sellest, kas need on sisestatud edasi või tagurpidi, need neli kontakti pakuvad toiteahelaid

3. TX+/TX- ja RX+/RX-: kokku neli paari, USB3.{6}} kiirete signaalide jaoks

4. D+/D-: kokku kaks paari USB2.0 signaalide jaoks. Naisühenduse juures lühistuvad need kaks paari üheks paariks

5. CC/VCONN: CC viik on konfiguratsioonitihvt, mida kasutatakse seadme ühenduse tuvastamiseks ning edasi- ja tagurpidi ühendamise suuna tuvastamiseks ning see on ka liin USB PD-side jaoks; VCONN on tihvt, mis on CC-tihvti suhtes kaldus sümmeetriline. Kui üks viik on kinnitatud kui CC, määratletakse teine ​​kui VCONN, mida kasutatakse eMarki kaabli toiteks

6. SBU1/SBU2: multipleksitud kontaktid, nt täiendava SBTX ja SBRX pakkumine USB4 jaoks

Emane pistik koosneb 24 kontaktist, mille ülemine ja alumine tihvt on kaldus sümmeetriaga, et rahuldada kasutaja edasi- ja tagurpidi ühendamise vajadusi; isane pistik on 22 kontaktiga. Kuna USB2.{5}} spetsifikatsioonis on ainult üks paar D+/D-, jääb isasühendusse ainult üks paar D+/D- tihvte.

Loomulikult vähendavad insenerid tegelikus tootekujunduses vastavalt toote määratlusele tihvtide arvu, et säästa kulusid. Näiteks toodete puhul, mis pakuvad ainult laadimist (nt toiteadapterid), ei vaja sellised tooted USB3 kiiret andmesidet.0, seega säilivad ainult CC, VBUS, GND ja D+/D- kontaktid.

Toiteallika osas võib Type-C seadmed jagada kolme kategooriasse

1. C-tüüpi seadmed, mida saab kasutada ainult toiteallikana (allikana), näiteks C-tüüpi laadijad jne.

2. C-tüüpi seadmed, mida saab kasutada ainult toiteallikana (Sink), näiteks C-tüüpi mobiiltelefonid jne.

3. Type-C seadmed (DRP, Dual RolePort), mida saab kasutada nii toiteallikana (Source) kui ka toite vastuvõtjana (Sink), näiteks Type-C sülearvutid, kahesuunalised toitepangad jne.

Kui kaks C-tüüpi seadet on C2C-kaablite kaudu omavahel ühendatud, peavad mõlemad pooled teadma, mis tüüpi seadmesse teine ​​osapool kuulub, vastasel juhul põhjustab see ebarahuldava laadimise (nt pöördlaadimine) või laadimise puudumise ja isegi ohutusprobleemid.

Näiteks kui kasutaja kasutab C-tüüpi kahesuunalise toitepanga (DRP) laadimiseks laadijat (allikas), peaks ideaaljuhul toitepank "teenima" valamuna. Kuid seadme tüübi vale tuvastamise tõttu võib toitepank "teenida" allikana ja põhjustada "voolu tagasivoolu", kahjustades mõlemat seadet.

C-tüüpi liidese spetsifikatsioon eristab allikat, valamut ja DRP-d CC-tihvti "üles- ja allatõmbemehhanismide" seeria kaudu. Lähteseadmete puhul peab CC viik olema konfigureeritud tõmbetakistiga Rp; Sink-seadmete puhul peab CC-tihvt olema konfigureeritud allatõmmatava takistiga Rd; ja DRP-seadmete puhul lülitatakse üles- ja allatõmmet vaheldumisi lülituslülititega.

Allikas määrab, kas seade on ühendatud, tuvastades CC-viigu Rp-otsas, ja Sink määrab edasi- ja tagurpidi sisestamise suuna, tuvastades CC-viigu Rd-otsas.

Tõmbetakisti Rd=5.1k ja tõmbetakisti Rp seadistatakse vastavalt selle toitevõimsusele ja tõmbepingele. USB Type-C toiteallika võimsus on järgmine:

1. USB toiteallika vaikevõimsus (USB vaikevõimsus). USB2.{2}} liides on 500 mA; USB3.2 liides on 900mA ja 1500mA

2. BC1.2 (BatteryCharge 1.2) protokoll. Toetab maksimaalset võimsust 7,5W ehk 5V1,5A

3. USB Type-C Current 1,5A, toetab maksimaalset võimsust 7,5W, st 5V1,5A

4. USB Type-C Current 3A, toetab maksimaalset võimsust 15W, st 5V3A

5. USB PD (USB Power Delivery) protokoll, toetab maksimaalset võimsust 100W, st 20V5A

Nende viie toiteallika võimekuse prioriteedid suurenevad järjestikku ja järk-järgult suureneb ka toiteallika võimsus. Kõrge prioriteediga toiteallika võime alistab madala prioriteediga toiteallika võimaluse. Nende hulgas saab Rp väärtuse konfigureerimisega seadistada vaike-USB-toidet, USB-tüüpi C-voolu 1,5A ja USB-tüüpi C-voolu 3A.

Kui kaks seadet on ühendatud, saab valamu allika toitevõimsuse, tuvastades Rp ja Rd pingejaguri väärtuse vRd. Järgnev on vastav seos Rp väärtuse, vRd pingevahemiku ja allika toiteallika vahel.

Samal ajal on seadme teine ​​CC jäänud vedelema või Ra{0}}k poolt alla tõmmatud. Kui Ra tõmmatakse alla, tähendab see, et USB-C kaablil on sisseehitatud eMarkeri kiip ja allikas peab kaabli toiteks lülitama viigu VCONN-i.

Siiani oleme selgitanud, et seadmed kasutavad "tõmbamist" või "alla tõmbamist" või vaheldumisi nende kahe vahel ümberlülitamist, et määrata allikat, valamu ja DRP-d ning seada ja määrata allika toitevõimsust Rp takistuse väärtus ja vRd pinge väärtus. Kuidas seda protsessi siiski rakendatakse? Kuidas väldib Type-C pöördlaadimist või vale laadimist?