Usb dp что это
Обновлено: 07.07.2024
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.
Одна из наиболее распространенных проблем в экосистеме ПК - это огромное количество различных кабелей, с которыми нам приходится иметь дело, хотя правда, что сегодня большинство этих кабелей являются USB или видеоподключениями. Но могут ли USB-кабели заменить видеокабели, такие как DisplayPort и HDMI? В USB-C, альтернативный DP к этому стремятся интерфейсы.
Стандарт USB претерпел значительные изменения с момента его появления в конце 90-х, и с каждым новым поколением он улучшал свои возможности, когда дело доходит до передачи данных, и мы не можем забыть, что изначально он был предложен в качестве интерфейса ввода и вывода для периферийных устройств. которые не нуждаются в большой пропускной способности, такой как принтеры, мыши, клавиатуры и т. д.
В версии 2.0 его пропускная способность увеличилась с 12 Мбит / с до 480 Мбит / с, поэтому ему удалось достичь скорости порта IEEE-1394, более известного как Firewire. Следствием этого стало исчезновение указанного порта, и, наконец, с появлением USB 3.x он достиг скоростей 5, 10 и даже 20 Гбит / с, что позволило обеспечить пропускную способность внешних жестких дисков с указанным интерфейсом на той же скорости. как внутренние через SATA и даже дальше.
Но тип соединения, который до недавнего времени не подвергался угрозе со стороны USB до относительно недавнего времени, - это интерфейсы вывода видео, такие как DisplayPort и HDMI, которые могут исчезнуть в повседневной жизни на наших ПК. как и многие другие интерфейсы. Сегодня мы поговорим о виновнике - USB-C Alt DP 2.0.
Спецификация USB-C Alt DP 2.0
- Отправляйте и получайте данные по каналам USB 3.2.
- Питание устройства от USB-кабеля.
- Отправляйте видеоданные по протоколу DisplayPort 2.0.
Учитывая, что USB-C Alt DP является вариантом USB-C, прежде всего мы должны понять, как этот интерфейс работает, посмотрев на контакты этого типа подключения и какую функцию каждый из них назначил:
Для передачи данных на высокой скорости USB-C использует 4 разных пути: TX1 + - → RX1 + , TX1- → RX1- , TX2 + → RX2 + и TX2– → RX2 -.
Что ж, в альтернативном режиме мы можем заменить эти высокоскоростные тракты данных в качестве одной из 4 линий стандарта передачи видео по протоколу DisplayPort и, следовательно, передавать видео, жертвуя этими линиями данных, и что контакты D + и D- (USB 2.0) отвечают за передача данных.
Поскольку каждая полоса USB 3.2 имеет пропускную способность 20 Гбит / с, и каждая полоса стандарта DisplayPort 2.0 имеет такую же полосу пропускания, можно передавать видео через DP 2.0 во всей красе, а это означает возможность достигать разрешения 8K при 60 кадров в секунду с HDR-10, более чем достаточно, чтобы удовлетворить все потребности, поскольку это соответствует пропускной способности 4K при 240 FPS.
С другой стороны, поскольку данные могут продолжать передаваться через контакты D- и D +, а контакты питания остаются нетронутыми, можно рассмотреть сценарии, в которых экран может быть подключен к ПК и не требует внешнего питания, кроме это тот, который дает вам сам кабель, поэтому вполне вероятно, что в будущем именно ваша видеокарта через порт USB-C Alt DP будет отвечать за питание экрана, который вы используете.
Примером, подобным этому, является кабель Oculus Link для подключения Oculus Quest 1 и 2 к ПК, и заключается в том, что в конце концов гарнитура виртуальной реальности - это не что иное, как экран, приклеенный к лицу. Но это не единственное приложение, потому что, например, у нас может быть планшет с таким интерфейсом, который мы можем превратить в дополнительный экран для использования в наших приложениях.
В общем, интересно то, что USB-C Alt DP в будущем позволит нам сократить количество кабелей на нашем столе, полностью исключив необходимость в кабеле питания для наших экранов.
Если это будущее, то почему NVIDIA удалила его из RTX 3000?
Что NVIDIA был удален VitualLink, который, хотя и является вариантом USB Alt DP для устройств виртуальной реальности, был отклонен всеми производителями устройств этого типа, поэтому у этого варианта нет большого будущего, больше, когда несколько месяцев назад USB Alt DP 2.0, о котором мы говорили в этом посте, появился как стандарт VESA. Это означает, что у NVIDIA не было времени интегрировать его в свои видеокарты GeForce Ampere, но все указывает на то, что AMD RX 6000 будет иметь порт такого типа, если слухи верны.
Смешанный режим USB C Alt DP интерфейс
У нас есть возможность использовать только 2 линии USB в качестве 2 линий DisplayPort вместо 4.
Это вдвое сокращает доступную полосу пропускания для DisplayPort, но в то же время позволяет использовать 2 полосы для высокоскоростной отправки и получения данных, превращая монитор в концентратор USB для связи. Вы хотите подключить к графике жесткий диск, к которому вы можете получить прямой доступ для профессионального рендеринга или в играх? Это еще одна из существующих возможностей.
Увидим ли мы замену DisplayPort и / или HDMI на USB Alt DP 2.0 или все это закончится техническим анекдотом? Время покажет.
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.
Интерфейс HDMI широко распространен и используется от телевизоров до плееров. Однако для мониторов на рынке есть и другой стандарт подключения — DisplayPort. Давайте разберемся, в чем его преимущества по сравнению с HDMI, когда он появился, а главное — зачем.
История создания
Стандарт DisplayPort был разработан американской некоммерческой организацией VESA, первая версия появилась в 2006 году. Целью было заменить устаревший интерфейс DVI, который был частично аналоговым и существовал на рынке еще с конца 90-х годов. Как и HDMI, появившийся тремя годами ранее, он передавал на устройство не только изображение, но и звук.
DP изначально создавался как открытый стандарт, не требующий отчислений. HDMI же всегда был проприетарным: он предполагает ежегодные выплаты в 10 тысяч долларов, а также минимум 5 центов за каждое устройство с этим разъемом. У DisplayPort выплаты появились только 9 лет спустя — в 2015 году VESA установила ценник в 20 центов за конкретный девайс.
Версии DisplayPort
Актуальными можно назвать даже самые первые версии DP — в продаже до сих пор можно найти кабели ревизий 1.1 и 1.2. Последней будет вполне достаточно для подключения бюджетного геймерского монитора 1080p@144 Гц с технологией Freesync.
Для удобства сведем данные в таблицу.
Версия DP
Макс. скорость передачи данных
Максимальное доступное разрешение
Поддержка HDR
Поддержка Freesync и G-Sync
* данные передаются со сжатием по технологии Display Stream Compression 1.2
Несмотря на то, что DisplayPort 2.0 был представлен еще в 2019 году, до сих пор нет ни оборудования, ни кабелей, которые бы его поддерживали. Из-за пандемии, релиз мониторов задерживается до конца 2021: новинки смогут работать в 4K при 144 Гц (и выше) и HDR без применения сжатия.
С другой стороны, даже самые современные видеокарты вроде NVIDIA GeForce RTX 3090 и AMD Radeon RX 6900 XT последнюю версию стандарта пока не поддерживают. Геймерам нужно подождать следующего поколения видеоадаптеров — тем более, из-за майнеров карточки сейчас все равно не купить. Поэтому наиболее функциональным выбором на данный момент остается кабель версии 1.4.
Виды разъемов и распиновка
Одним из конструктивных преимуществ DP по сравнению с HDMI является механизм фиксации штекера в гнезде. Без нажатия механической кнопки кабель не вытащить — это может спасти от сгоревшего порта.
Помимо основного разъема, существует также версия DisplayPort mini, которая применяется в ноутбуках и других компактных устройствах. Например, лэптопы от Apple имеют разъем Thunderbolt 2, который обратно совместим с DP mini.
Распиновка очень похожа на HDMI, только вместо 19 контактов компания VESA использовала 20.
Интерфейс включает в себя три канала передачи данных. Основной отвечает за передачу графической информации и включает 12 контактов. Дополнительный канал использует три контакта и является двунаправленным, обеспечивая связь передающего (ПК) и приемного устройства (монитор). Третий канал называется линией горячего подключения (Hot Plug Detect) и служит для определения момента включения и выключения дисплея, используя один контакт. Оставшиеся четыре контакта используются для питания (током 3,3 В при 500 мА) и заземления.
Какие бывают функции у DisplayPort
DisplayPort Dual-Mode (DP++) позволяет выдавать сигнал в режиме HDMI/DVI, используя лишь пассивный переходник. Устройство, которое поддерживает двойной режим, обнаруживает, что подключен адаптер DVI или HDMI и отправляет ему соответствующие сигналы вместо стандартных сигналов DisplayPort. На практике, этот режим поддерживают практически все современные девайсы. Однако есть ограничения по разрешению и частоте обновления экрана.
DisplayPort Alternate Mode дает возможность подключиться к устройству с разъемом USB Type-C. При использовании соответствующего кабеля можно подключить смартфон или планшет к монитору с разъемом DisplayPort.
Multi-Stream Transport (MST) позволяет последовательно подключить между собой несколько мониторов, при этом к компьютеру или ноутбуку идет только один кабель. Удобно, если вы хотите избавиться от вороха проводов на рабочем столе с двумя-тремя дисплеями.
Что лучше для геймера
Производители обычно кладут в комплект игровых мониторов именно кабель Display Port. Мы также рекомендуем этот интерфейс. У владельцев видеокарт от NVIDIA альтернативы нет — HDMI попросту не поддерживает технологию G-Sync. У геймеров AMD доступны недорогие мониторы FreeSync с HDMI. Но DP все равно является предпочтительным вариантом: легче найти дисплей, который сможет отображать 144 Гц через DisplayPort с FreeSync, тогда как многие производители обычно делают порты HDMI «для галочки» — подключенные к ним мониторы работают только с более низким разрешением или частотой обновления.
Разрешение 2560×1440 при частоте обновления 144 Гц отлично работает на DisplayPort 1.2 или выше, а также с HDMI 2.0 или выше. Все, что ниже, также будет без проблем работать с любым типом подключения. Если вы все-таки хотите подсоединить дисплей по HDMI, убедитесь, что он поддерживает необходимую вам версию.
Читайте также: