Usb 56 и 78 в чем разница
Обновлено: 03.07.2024
Разъемы стандарта USB-C (или USB Type-C) встречаются в ноутбуках, ПК, смартфонах и даже зарядных кейсах TWS-наушников. В свое время этот стандарт произвел настоящую революцию в мире интерфейсов. Что в нем особенного?
Очень компактный. Из-за высоты 3 мм он помещается в наушниках, смартфонах и ноутбуках. Можете представить себе обычный USB-A на корпусе смартфона?
Симметричный. Не надо мучиться с правильным ориентированием штекера: просто вставьте его в разъем — и точно всё получится.
Универсальный. Можно использовать для передачи не только информации, но и энергии. К примеру, многие ультрабуки заряжаются от адаптера USB-C (например, Huawei MateBook D 15
Казалось бы, вот оно, счастье — больше никакой путаницы и многообразия интерфейсов. Но на деле всё не так просто. Скажем, вы подключаете внешний диск кабелем USB-C, но скорость оказывается гораздо ниже заявленной. Или надеетесь зарядить ноутбук через тот же интерфейс, но почему-то не получается.
Всё потому, что не все разъемы и кабели USB-C одинаковы. Чтобы всё работало, как задумано, нужно внимательно читать спецификации кабелей и устройств перед покупкой. Вот о них мы и расскажем ниже.
Что скрывается в Type-C
Крохотный Type-C (или USB-C) получил 24 контакта — максимальное количество среди всех видов USB. Такая конструкция позволяет реализовать в одном стандарте множество интерфейсов. Но необязательно, что все они будут в конкретном изделии. Чем сложнее начинка — тем дороже кабель или устройство, а рынок просит и моделей подешевле. Какие в принципе интерфейсы могут быть в Type-C?
USB 2.0 — уже архаичный интерфейс, который используется для подключения периферийных устройств (например, мышек) и передачи данных на низкой скорости до 480 Мбит/с. Сила тока для питания внешних устройств тоже скромная — до 500 мА.
USB 3.0 — более прогрессивный стандарт, подразумевающий скорость до 5 Гбит/с и силу тока до 900 мА.
USB 3.1 — предлагается в двух версиях: Gen 1 со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с и Gen 2, развивающий ее до 10 Гбит/с.
USB 3.2 — стандарт, который появился в 2017 году и окончательно всех запутал. Организация USB-IF, отвечающая за спецификации USB, предложила новые названия.
Например, теперь правильно называть USB 3.2 Gen 1, USB 3.1 Gen 2 превратился в USB 3.2 Gen 2, а самый современный USB 3.2 официально считается USB 3.2 Gen 2*2. Он разгоняется до 20 Гбит/с.
Type-C работает и в альтернативных режимах, передающих данные по следующим протоколам:
- DisplayPort. В версии DisplayPort 1.4 стандарт поддерживает разрешение 8К при 60 Гц.
- HDMI. Поддерживаются версии до 1.4b или максимум 4К-разрешение при 30 Гц.
- Mobile High-Definition Link (MHL). Изначально создан для подключения мобильных устройств к мониторам. MHL 3.0 поддерживает разрешение до 4К.
- Thunderbolt. Высокоскоростной режим для передачи данных на скоростях до 40 Гбит/с.
А еще Type-C заряжает устройства при мощности до 100 Вт по протоколу Power Delivery. Этого хватает, чтобы быстро заряжать ультрабуки или питать мощные ноутбуки с дискретной графикой. Но чтобы обеспечить те самые 100 Вт, порт Type-C, кабель и адаптер питания должны поддерживать протокол Power Delivery мощностью 100 Вт.
Как выбрать кабель Type-C
Режимы, протоколы — это всё, конечно, хорошо. Но на что в итоге обращать внимание при выборе кабеля Type-C? Ведь их стоимость может отличаться в несколько раз.
Если вам нужно подключить наушники, Bluetooth-адаптер или другую простую периферию к порту Type-C, ищите переходник. Это тот же кабель, но уменьшенной длины и с разными разъемами на концах. Например, есть переходники с USB-С на аудиоджек 3,5 мм
Переходник может быть вообще без кабеля — оба разъема совмещены в корпусе. Такие варианты занимают меньше места, но при подключении проводных устройств создают механическую нагрузку на основной разъем и разбалтывают его.
Существуют не просто переходники, а хабы (или разветвители). Через них в один порт Type-C подключаются несколько устройств. Это актуально для владельцев ультрабуков, в которых иногда встречается всего один порт Type-C. Например, хаб Hama
поддерживает до 4 устройств по USB-А.
Если вы покупаете кабель для зарядки, посмотрите на рекомендации производителя или маркировку. Например, Apple наносит на оболочку каждого кабеля серийный номер
. Если он начинается с символов C4M или FL4, то перед нами кабель на 61 Вт. А если первыми символами идут DLC, CTC, FTL, G0J, то кабель обеспечит все 100 Вт.
Еще можно обратить внимание на максимальную силу тока. Она не должна быть меньше, чем у адаптера, которым вы собираетесь заряжать гаджет. Например, у Samsung EP-DA705BBRGRU
это 3А — значит, он подойдет для адаптеров на 3А и 5В. В результате получим мощность зарядки 15 Вт (произведение силы тока на напряжение).
При подключении внешнего монитора выбор зависит от разрешения. Для Full HD подойдет любой переходник или хаб с интерфейсами HDMI или VGA.
А вот для разрешения 4K и выше ищите кабель, переходник или хаб с поддержкой нужного разрешения и частоты. Например, кабель с поддержкой 4K 30 Гц будет выводить 4K-изображение с частотой кадров максимум 30 кадр/с. Все анимации на экране будут менее плавными, чем с кабелем на 4K 60 Гц.
Если вам нужен кабель для передачи данных, то отталкивайтесь от используемого стандарта. При подключении периферии с USB 2.0 или USB 3.0 — флешки, внешние накопители, мышки, клавиатуры — выбирайте переходники, хабы и кабели с поддержкой USB 2.0 или USB 3.0. А если вы собираетесь подключить внешнюю видеокарту или хотите максимум скорости от внешнего SSD-накопителя, то вам снова нужен Thunderbolt 3 с его молниеносными 40 Гбит/с.
Что касается кабелей с поддержкой Thunderbolt 3, стоит учитывать два типа проводов: пассивные и активные. Пассивные кабели выдают 40 Гбит/с только при длине менее 45 см. При более высокой длине скорость падает до 20 Гбит/с. Чтобы решить эту проблему, активные кабели оборудованы небольшими электронными схемами на одном или обоих концах провода. Эти схемы сохраняют все 40 Гбит/с на расстоянии до 2 метров. При большей длине скорость снова падает до 20 Гбит/с.
Новые стандарты призваны сделать все проще и удобнее — фактически же внедрение новых технологий создает новые проблемы.
На самом деле новый стандарт USB 3.1 и разъем Type-C должны унять безобразие и навести порядок. На все про все — один-единственный кабель: для передачи данных, аудио-, видеосигнала и подачи питания. Симметричный разъем Type-C — настоящее счастье для запутавшихся в проводах пользователей мобильных устройств. А стандарт USB 3.1 позволяет, например, воспроизводить видео с планшета на телевизоре в то время, пока мобильное устройство заряжается.
Уже только переход на новые спецификации готовит производителям дополнительные трудности, из-за чего продавцы и покупатели тотчас же приходят в уныние. Упрекнуть компании в отсутствии заинтересованности нельзя: после выхода на рынок MacBook Pro (2015) многие производители представили продукты с поддержкой нового стандарта USB 3.1 с разъемом Type-C, среди них такие устройства, как материнские платы, мониторы, внешние накопители и смартфоны. Так, разъемом USB Type-C оборудован LG G6, а еще HTC 10 и Samsung Galaxy S8, который подключается к док-станции через универсальный разъем, превращаясь в полноценный персональный компьютер. Но новая форма не всегда означает новые функции: так, Type-C в версии Huawei не поддерживает USB 3.1, а для быстрой зарядки вообще использует собственную технологию.
Старые устройства — помеха для новых стандартов
Многие USB-устройства, как и прежде, выпускаются с одним из старых разъемов. Type-C должен заменить их все
Технические прорывы всегда занимают очень много времени, если есть большой фонд старой техники. Клавиатуры, мыши, внешние диски, веб-камеры, цифровые фотоаппараты, USB-флешки — миллионы этих устройств по-прежнему требуют поддержки старых версий USB. Проблему можно было бы временно решить, используя универсальные переходники, но ведь все еще выпускаются совершенно новые устройства со старыми USB-портами.
Не путать: Type-C — это не USB 3.1
Логотипы должны отражать, какие функции обеспечивает разъем USB. К сожалению, их используют не все производители
Поскольку консорциум USB одновременно с разъемом Type-C утвердил две другие спецификации, часто возникает некоторая путаница в понятиях. Во-первых, мы имеем новый разъем Type-C с зеркальным расположением контактов 2×12, благодаря чему порт нечувствителен к ориентации штекера – а это значит, что о проблеме «как воткнуть штекер USB Type-A с первого раза» можно будет совсем скоро забыть.
Во-вторых, вместе с новым разъемом введен новый стандарт USB 3.1, повышающий потолок скорости передачи данных до 10 Гбит/с (брутто).
Далее, электропитание USB Power Delivery (USB-PD) представлено в новой, второй ревизии: она подразумевает ускорение зарядки подключенных устройств путем увеличения мощности (20 В, 5 А вместо прежних 5 В, 0,9 А). Другими словами, несмотря на то, что USB Type-C, USB 3.1 и USB Power Delivery часто отождествляются, они не являются равнозначными терминами или синонимами. Так, существует, например, интерфейс USB 2.0 в формате Type-C или порт USB 3.1 без поддержки быстрой зарядки Power Delivery.
Но это еще не все. Совсем снимать вину за беспорядок с консорциума нельзя, поскольку от использования обычной номенклатуры он ушел: с появлением USB 3.1 прекратил существование USB 3.0 в том смысле, что эта прежняя версия теперь классифицируется как USB 3.1 Gen 1, а нововведенная технология называется USB 3.1 Gen 2. Но множество кабелей и устройств USB продаются под названием USB 3.1 — без указаний, какое именно поколение имеется в виду.
Консорциум USB, правда, разработал систему логотипов для обозначения разъемов USB Type-C, чтобы можно было отличить, например, штекер Type-C с поддержкой USB 3.1 Gen 1 от штекера с поддержкой USB 3.1 Gen 2 или вообще старого USB 2.0, но для начала логотипы нужно внимательно изучить. Нередко приходится заглядывать в руководство, чтобы понять, какая версия используется — если, конечно, подробная документация доступна. Неудивительно, что многие производители продолжают использовать прежнее название USB 3.0.
Предельные величины USB-версий
С USB 3.1 Gen 2 скорость передачи данных повышается вдвое и увеличивается мощность тока для быстрой зарядки
Ко всему этому многообразию следует добавить интерфейс Thunderbolt 3, разрабатываемый в первую очередь Intel и Apple. Thunderbolt с третьей версии тоже использует разъем Type-C, но не совсем совместим с USB 3.1. С использованием активных кабелей Thunderbolt 3 пропускная способность достигает 40 Гбит/с (брутто) — в четыре раза больше, чем у USB 3.1. Это не только обеспечивает очень высокую скорость передачи данных, но и позволит передавать по DisplayPort несколько видеопотоков с контентом 4K и даже использовать внешние видеокарты. Сложные технологии требуют использования активной электроники в кабелях. USB-устройства можно подключать к порту Thunderbolt 3, но ни в коем случае не наоборот.
Трудный выбор кабелей
Неразбериха не останавливается одними стандартами и версиями. Если раньше можно было ограничить выбор одним USB-кабелем с нужными типами разъемов, с USB 3.1 и Type-C это будет не так-то просто. Здесь, как и в случае со стандартами и версиями, в настоящее время образовался огромный недостаток информации: далеко не все кабели Type-C умеют передавать данные, видео и подавать питание. Во многих случаях для пользователей непонятно, поддерживает ли кабель Type-C быструю зарядку Power Delivery или альтернативный режим для передачи видео, потому что логотипов и маркировки, как правило, попросту нет.
Премиумные материнские платы
В настоящее время USB 3.1 Gen 2 поддерживают только отдельные материнские платы премиум сегмента. Среди них — Asus Rampage V 10, оснащенная двумя портами Type-A и двумя Type-C, стоит она около 38 500 рублей
Зачастую невозможно определить, поддерживает ли кабель USB 3.1 или всего лишь USB 2.0. На сайте Amazon очень часто встречаются отзывы от расстроенных клиентов, которые после покупки обнаружили, что приобретенный кабель не поддерживает технологию быстрой зарядки их смартфонов. Из тяжелого положения совсем не помогает выйти даже обозначение некоторыми производителями, например, Aukey, кабеля USB 3.1 Gen 1 с концами Type-C и Type-A как «кабель с Type-C на USB 3.0» — это в корне неверно.
Если вы решили обзавестись устройством с разъемом Type-C, непременно убедитесь в том, что в комплекте поставки есть кабель — только в таком случае все требования наверняка будут удовлетворены. Поставщик оборудования для компьютерной техники Hama, например, предлагает несколько кабелей Type-C с подробными характеристиками, но цены начинаются от 1000 рублей. Еще дороже обойдется покупка кабеля Thunderbolt 3 — нужно будет выложить около 2000 рублей. Зато тут предусмотрены все функции. Если эта цена слишком высока, то волей-неволей придется порыться в описаниях продуктов и отзывах клиентов о них в поисках нужного кабеля.
USB-C: симметричный штекер
Передача данных, питание и диалог между устройствами — каждый из 24 пинов штекера Type-C выполняет отдельную функцию. Легко заметить, что их расположение симметрично.
Дисплеи, ноутбуки и адаптеры
Для передачи видео в одном из альтернативных режимов (DisplayPort или HDMI), то есть, например, с ноутбука на монитор, тоже следует обратить внимание на технические требования. В настоящее время на рынке есть несколько мониторов с разъемом USB Type-C от LG, Eizo, Acer и HP (например, Envy 27, около 40 000 рублей). Для вывода видео практически повсеместно используется стандарт DisplayPort, который и вправду работает вполне надежно. Но если говорить о быстрой зарядке, которая предъявляет особые требования блоку питания монитора, то тут у покупателей во многих случаях возникают вопросы.
Видео в альтернативном режиме
Передачу видео на монитор разъем USB-C, например, как у LG 27UD88 (около 38 000 рублей), как правило, обеспечивает надежно, но быстрая зарядка Power Delivery ему дается не всегда
Впрочем, подача питания с монитора на ноутбук не всегда обязательна. Портативный 15-дюймовый монитор Asus MB169C+ (около 15 000 рублей) получает питающее напряжение от ноутбука через полноценно используемый разъем Type-C.
Так или иначе, в настоящее время чаще случается так, что ноутбук с разъемом USB Type-C подключается к монитору через порт HDMI или DisplayPort. В таких случаях требуется переходник, преобразующий видеосигнал и передающий его на монитор с использованием нужного стандарта. Такие аксессуары можно купить примерно от 1000 рублей. По сравнению с другими кабелями выбирать переходники довольно просто, потому что их задача заключается только в преобразовании видеосигнала без учета других особенностей USB 3.1.
Для тех, кто интересуется ноутбуком или планшетом с разъемом Type-C, выбор в настоящее время ограничен, но зато замечателен. Кроме MacBook (12 дюймов) есть гибриды Acer Aspire Switch 10 V (около 25 000 рублей) и Asus T100HA (около 18 000 рублей). А юный хромбук Google Pixel оснащен целыми двумя портами Type-C (правда, только стандарта USB 3.1 Gen 1), но в России он пока не поступал в официальную продажу.
Старая документация
Несмотря на то, что Acer Aspire Switch 10 V снабжен только одним портом Type-C, в руководстве указаны старые типы USB-разъемов
Наверное, вряд ли какой-нибудь пользователь осмелится разом перевести все свои периферийные устройства на Type-C, поэтому большинству владельцев ноутбуков для начала потребуется адаптер USB 3.1 для передачи данных и видеосигнала по кабелю USB Type-A, HDMI или DisplayPort. Цены на рекомендуемые гибкие модели начинаются от 2500 рублей, как, например, на Icy Box IB-DK4031. Club 3D SenseVision стоит дороже — около 6500 рублей — зато он включает HDMI, DVI, USB 3.0 Type-A, 4 разъема USB 2.0, быструю зарядку USB, а также гнезда для подключения микрофона и наушников.
Менее богат в настоящий момент выбор для десктопов: традиционно производители материнских плат внедряют новые стандарты в премиум-модели. Единственная материнская плата с четырьмя портами USB 3.1 Gen 2 (по два Type-A и Type-C) — это Asus Rampage V 10, которая стоит около 38 500 рублей. По крайней мере, указание на быструю передачу 10 Гбит/с находится в том числе на панели интерфейсных разъемов. Одним из вариантов USB 3.1 из нижней ценовой категории десктопов является MSI X99A SLI (LGA 2011-3) с одним портом Type-A и одним Type-C примерно за 15 000 рублей.
Универсальный адаптер
Переход на компьютеры с разъемом Type-C потребует для периферии наличия переходника с различными типами портов.
> Club 3D SenseVision (около 6500 рублей)
Адаптер относительно дорогой, но оснащен большим количеством портов, среди которых — HDMI, DVI, гнезда для микрофона и наушников, а также четыре порта USB 2.0 и разъем для быстрой зарядки (USB 3.1 Gen 1)> Icy Box IB-DK4031 (около 2500 рублей)
Более простой вариант адаптера с разъемом Type-A (USB 3.1 Gen 1), HDMI,
а также разъемом Type-C с Power Delivery для быстрой зарядки внешних устройств.
Преимущества внешней памяти благодаря USB 3.1
USB 3.1 Gen 2 обеспечивает многим внешним твердотельным накопителям, например, Freecom mSSD MAXX, значительный рывок в скорости
От высоких скоростей передачи данных по USB 3.1 Gen 2 выигрывают, конечно же, сетевые хранилища с конфигурацией RAID и внешние накопители, в первую очередь флеш-память — твердотельные накопители и USB-флешки. Но для последних в настоящее время доступность USB 3.1 Gen 2 сводится к нулю. Предлагаемые флешки SanDisk, Kingston и Corsair, позиционируемые как USB 3.1, передают данные со скоростью не более 5 Гбит/с, то есть относятся к первому поколению. Тем не менее, для большей части флешек сейчас этого должно хватить.
Что же касается внешних твердотельных накопителей, то тут производители Freecom (mSSD MAXX, около 8000 рублей) и Adata (SE730, около 9500 рублей) предлагают диски с USB 3.1 уже второго поколения. Первые практические тестирования показывают, что высокоскоростной интерфейс действительно обеспечивает ощутимо более высокие скорости передачи данных. Terramaster предлагает корпус для сетевого хранилища D2-310 с двумя отсеками (около 10 000 рублей) с поддержкой USB 3.1 Gen 2, на котором высокоскоростные диски SATA в RAID-массиве тоже должны произвести хорошее впечатление.
Музыка по USB-C
Счет гнезду для наушников на смартфоне открыт: в скором времени в стандартной комплектации появится переходник Type-C на TRS
Следует отдельно отметить, что производители памяти лучше всех остальных справляются с задачей указывать версии и стандарты и реже всего бросают своих клиентов на полпути. Остальные же производители должны в срочном порядке дополнить документацию и должным образом реализовывать стандарты.
Переход с одного поколения технологий на другое всегда был длительным и часто запутанным процессом, но со времен VHS и Betamax такой сумятицы, как сейчас, еще не было. Когда-нибудь конфигурация USB 3.1 / Type-C и вправду упростит всем жизнь — особенно пользователям, ну а пока предстоит преодолеть немало трудностей.
ФОТО: CHIP Studios; Freecom; Stouch; Club 3D; Raidsonic; Acer; LG; Asus; Sabrina Raschpichler
USB Type-C – это обозначение интерфейсного разъема. По функциональности порт USB Type-C может быть представлен одним из 3-х вариантов.
- 1. Только передача данных
Данный вариант используется исключительно для передачи данных. Скорость передачи указывается рядом с разъемом. Например, число 10 будет означать 10 Гбит/с. - 2. Альтернативные режимы
Если рядом с разъемом USB Type-C имеется значок «DP», то данный порт может работать в режиме видеовыхода DisplayPort или HDMI. Он также будет поддерживать передачу данных на скорости, указанной рядом с разъемом. Такой вариант USB Type-C реализован в ноутбуках MSI серий GE / GS / GP / Stealth 15M / Summit / Modern / Creator . - 3. Thunderbolt
Разъем USB-С, сопровождаемый значком «молния», представляет собой интерфейс Thunderbolt . Он совместим с протоколами USB 4.0, Thunderbolt 3 и 4, обеспечивает пропускную способность 40 Гбит/с при передаче данных и позволяет подключать внешние мониторы по протоколам DisplayPort или HDMI. Также поддерживаются док-станции, последовательное подключение нескольких устройств и организация локальной сети по стандарту Thunderbolt Networking. В последнем случае между двумя компьютерами можно обмениваться данными на скорости до 10 Гбит/с. Удобный и многофункциональный интерфейс Thunderbolt доступен в ноутбуках MSI GE / Creator / Summit / Prestige / Modern .
 |
При подключении к разъему USB Type-C док-станции Docking Station функциональность последней будет зависеть от варианта USB Type-C. Например, если ноутбучный разъем USB Type-C поддерживает только передачу данных, док-станция сможет лишь передавать данные, но не выводить видеосигнал, даже если у нее имеется разъем HDMI. При подключении к разъему USB Type-C в варианте Thunderbolt доступна будет вся функциональность док-станции, включая подзарядку по стандарту PD.
Интерфейс USB Type-C реализован в каждом ноутбуке MSI. Желательно знать, какой именно его вариант представлен в вашей модели, чтобы полностью использовать всю его функциональность. Исчерпывающую информацию об этом вы можете найти в следующих таблицах.
Когда мы в SberDevices делаем новое устройство, работаем над его аппаратной частью, перед нами встаёт вопрос выбора интерфейсов. Важным моментом при выборе является их доступность и совместимость с другими устройствами.
В своих устройствах мы не могли пройти мимо интерфейса USB-C. Помимо того, что он очень популярен в современных девайсах, он серьёзно расширил функциональность USB по сравнению со своими предшественниками. Давайте расскажу о нём поподробнее.
Краткий обзор особенностей USB TYPE-C
Стандарты USB существуют много лет, развиваются и совершенствуются по мере увеличения технологических потребностей и возможностей. Несмотря на свою универсальность, которая следует из аббревиатуры, привычный USB перестал удовлетворять по объему своей функциональности. В частности, не может решить задачу по обеспечению питания многих современных устройств, потребление которых серьёзно увеличилось. Первая версия USB TYPE-C появилась в 2013 году. Помимо возможностей USB 2.0 и USB 3.0, USB-C стал поддерживать существенно более энергоёмкие профили питания, а также альтернативные режимы работы. В альтернативных режимах контакты разъёма используются для передачи данных высокоскоростных стандартов, таких как Display Port, Thunderbolt, HDMI, Mobile High-Definition Link (MHL). Недавно была опубликована новая реализация стандарта — USB4, которая также ориентируется на спецификацию USB-C.
Описание и назначение контактов разъёма
Разъём включает в себя 24 контакта. Такое большое число контактов по сравнению с привычными разъёмами USB связано как с добавлением новых контактов, расширяющих функциональность, так и с дублированием контактов на противоположную часть разъёма. Так группы сигналов USB 2.0 и USB 3.0 задублированы, разъем стал симметричным, поэтому теперь его можно вставлять любой стороной.
Рассмотрим группы сигналов USB-C соединителя:
| Группа | Цепи |
|---|---|
| Питание | VBUS (4 контакта), GND (4 контакта) |
| USB 2.0 | DP (2 контакта), DN (2 контакта) |
| USB 3.0 | TX1+, TX1-, TX2+, TX2-, RX1+, RX1-, RX2+, RX2- |
| Конфигурационные контакты | CC1, CC2 |
| Дополнительные (Альтернативный режим) | SBU1, SBU2 |
Видно, что под питание заложено 4 пары контактов. Это намекает на то, что через разъём стала возможна доставка существенно большей энергии для питания устройства. Через контакты питания возможна передача до 100 Ватт в нагрузку.
Профили питания доступные через USB TYPE-C:
| USB 2.0 | 5 В 500 mA |
| USB 3.0/USB 3.1 | 5 В 900 mA |
| USB BC 1.2 | 5 В, до 1.5 А |
| USB Type-C Current 1.5A | 5 В 1.5 A |
| USB Type-C Current 3.0A | 5 В 3.0 A |
| USB Power Delivery | до 20 В, до 5A |
Режим питания зависит от того, какая функциональность USB-C используется. Появившиеся контакты CC позволяют установить требуемый режим питания и открывают некоторые дополнительные возможности, но об этом позже.
Чтобы иметь возможность использовать профиль питания с большим током, при установке соединения нужно воспользоваться конфигурационными контактами CC.
Конфигурационные контакты СС
С помощью конфигурационных контактов CC (Configuration channel) происходит подключение двух устройств, установка параметров соединения, профилей питания, а также информационный обмен протокола USB Power Delivery. Функционально CC1- и CC2-пины решают следующие задачи:
Источник (он же DFP) подтягивает линии CC к плюсу через резисторы Rp или использует источники тока. Потребитель (UFP) в свою очередь через резисторы Rd подтягивает линии CC к минусу.
Выставляя определённый номинал Rp (или создавая определённый ток на линии СС), host сообщает, какой ток для питания устройства он может обеспечить. Измеряя падение напряжения на Rd, потребитель понимает, какой Rp используется на противоположном конце и, следовательно, определяет ток питания, который может обеспечить host. Без использования USB Power Delivery по такой схеме возможно установить соединение c током до 3А с единственно возможным напряжением 5В.
Экономичный вариант реализации без USB PD
Как видно выше, спецификация USB-C поддерживает широкий спектр стандартов передачи данных и профилей электропитания, но это не означает, что разработчик обязан использовать всю функциональность. Минимальный набор USB TYPE-C может включать в себя USB 2.0 с контактами CC и единственным напряжением питания 5V. В такой конфигурации можно обеспечить потребителю до 15 Вт (5 В, 3А), что значительно больше, чем может дать стандартный порт USB 3.0 – 4,5 Вт (5В, 900 мА).
Чтобы реализовать логику подключения между DFP и UFP, можно использовать микросхему контроллера конфигурации CC, например, PTN5150. Этот вариант значительно проще и дешевле навороченных контроллеров, поддерживающих USB Power Delivery. Структурная схема выглядит так:
Как видно, основные узлы представляют собой: монитор напряжений на СС контактах, набор источников тока, резисторов для переключения состояния выводов, модуль управления ролями устройства.
Микросхема имеет интерфейс I2C, с его помощью можно определить или изменить роль устройства (DFP, UFP, DRP).
Когда выбирается роль DFP, устройство предполагается как Power Source, для которого есть возможность выбрать 3 профиля питания. После выставления соответствующих бит в регистре управления, происходит подключение соответствующего источника тока на линию CC.
| Ток на СС-линии | Режим питания |
|---|---|
| 80 uA | 5V / 0.9 A |
| 180 uA | 5V / 1.5 A |
| 330 uA | 5V / 3 A |
В случае определения микросхемы в качестве UFP, контакты CC подключаются через резистор 5,1 кОм на землю. Монитор измеряет падение напряжения на этом резисторе и в статусный регистр заносится текущий режим питания.
Также возможно установить роль Dual Role Power (DRP), в этом режиме микросхема последовательно изменяет состояние СС-контактов от “pull-up Rp” до “pull-down Rd” и обратно до тех пор, пока не будет установлено соединение. Соединение возможно только между одним источником (Power Source) и одним потребителем (Power Sink). Таким образом, когда микросхема находится в режиме DRP и монитор напряжения CC-контактов замечает понижение напряжения на противоположном конце (подключён “pull-down Rd”), устройство понимает, что подключено к Sink, и начинает играть роль Source. Такой режим полезен в том случае, когда заранее неизвестно, в каком режиме должно работать устройство.
Рассмотрим пример использования контроллера
Кроме описанных выше СС-пинов и I2C-шины стоит отдельно отметить контакты ID, CON_DET, PORT. Контакт ID отображает режим, в котором в данный момент находится контроллер. Когда устройство определило себя в качестве DFP, ID примет значение LOW. Контакт CON_DET находится в HIGH, когда соединение установлено, LOW — в обратном случае. Эти два логических сигнала будем использовать далее для включения (когда мы DFP) и отключения (UFP) питания подключённого устройства.
Port — это вход, которым задаётся начальный режим устройства после включения питания. В случае, когда используется “pull-up”, контроллер становится DFP, если “pull-down” — UFP. Если нога осталась «висеть в воздухе», будет использоваться режим Dual Role, и устройство будет ждать подключения, чтобы определиться со своей ролью. Это состояние может быть изменено позднее, после конфигурирования по I2C или изменения уровня напряжения на PORT. Таким образом можно управлять режимами работы без использования I2C.
Нужно управлять питанием внешнего устройства, для этого можно воспользоваться дополнительной микросхемой логики и ключом.
Наша задача подавать питание на разъём USB-C только в том случае, когда к нам подключён UFP. ID в таком случае примет значение LOW, CON_DET — значение HIGH. Для того, чтобы открыть ключ высоким уровнем HIGH, надо реализовать функцию Y = CON_DET& (NOT ID). Таким образом, если снаружи подключён UFP, он от нас питается, если DFP, то напряжение на разъём не подаётся и не происходит конфликта двух источников.
В случае, если нет задачи менять роль устройства в процессе работы, а также не требуется определения ориентации кабеля, можно выполнить вариант проще, без микросхемы вообще. Допустим, ваше устройство играет строго одну роль — UFP/Power Sink, например, это флешка. В таком случае достаточно выводы СС1 и СС2 на разъёме подключить через 5,1 кОм на землю.
В случае, если ваше устройство играет только роль DFP/Power source и оно должно подключаться к устройству USB-C Dual Role, также можно обойтись резисторами. В этом случае подбираем номиналы в зависимости от напряжения источника, к которому подключаем резисторы.
Читайте также: