În 2015, a fost prezentată o nouă versiune a MacBook Air. La prezentare, Tim Cook, șeful Apple, ca de obicei, a vorbit despre noile caracteristici și capabilități ale dispozitivului. A fost un detaliu în el care i-a interesat nu numai pe adepții Apple. După cum probabil ați ghicit, acesta a fost un nou conector USB Type-C.
Ce este?
USB Type-C este evoluția evolutivă a formatului Universal Serial Bus (USB) de care probabil ați auzit și este poate cea mai utilizată tehnologie în dispozitivele mobile și periferice.
Aceasta este exact o evoluție, nu o revoluție, deși unele momente individuale pot fi numite revoluționare. Deci, USB Type-C vă permite să transferați nu numai fișiere, ci chiar și videoclipuri!
Imediat aș dori să vorbesc despre denumirile USB Type-C și USB 3.1. Nu înseamnă același lucru, deși merg mână în mână: USB Type-C este o specificație USB, USB 3.1 este în esență o denumire numerică care înseamnă viteza de transfer de date. În linii mari, USB Type-C rulează pe tehnologia USB 3.1. Apropo, rata de transfer de date este foarte mare - peste 1200 MB/s față de 500 MB/s pentru USB 3.0!
Comparați USB Type-C și USB Type-A:
Și iată o comparație între USB Type-C și microUSB (unul dintre cele mai populare formate folosite în sfera mobilă):
Care este avantajul USB Type-C?
După cum sa menționat mai sus, în rata baud. Dar acesta nu este singurul avantaj al acestei tehnologii. Deci, USB 3.1 are o putere maximă mare, ceea ce înseamnă că în curând va fi posibil să conectați dispozitive suplimentare, cum ar fi difuzoare, fără o sursă de alimentare suplimentară. Imaginează-ți doar - ai dus difuzoarele la natură, le-ai conectat folosind USB Type-C și ai ascultat muzică!
Un alt avantaj uriaș este puterea curentului de până la 5A. Acest lucru vă permite să vă încărcați smartphone-ul, tableta sau orice alt dispozitiv mult mai rapid. Principalul lucru este că acest dispozitiv acceptă tehnologia de încărcare rapidă.
În cele din urmă, ștecherul poate fi acum introdus pe fiecare parte - este simetric. Până de curând, această plăcere era disponibilă doar pentru iPhone și iPad, iar acum - pentru toate celelalte dispozitive care folosesc tehnologia USB Type-C.
Ce dispozitive folosesc USB Type-C?
Mulți. Acestea sunt laptopuri, tablete și smartphone-uri. Probabil, în viitor, tranziția la dispozitivele USB Type-C bazate pe Android se va accelera semnificativ, deoarece Google a sfătuit producătorii să folosească această interfață specială în viitoarele lor inovații.
Laptop de la Google:
Este imposibil să ne imaginăm o persoană modernă fără dispozitive electronice. Smartphone-urile, tabletele, playerele muzicale și laptopurile sunt acum în aproape fiecare familie. Fiecare dintre aceste dispozitive are propria sa aplicație și, prin urmare, fiecare funcționează în felul său unic. Cu toate acestea, există ceva care într-o formă sau alta îi unește pe toți. Și aceasta este prezența porturilor USB.
Într-o zi din 1994, 7 dintre cele mai importante companii de tehnologie din lume au creat un nou standard pentru conectarea perifericelor computerelor. Așa a apărut magistrala serial universală, care se numește pe scurt USB.
Astăzi este într-adevăr un standard universal și este dificil să găsești un dispozitiv electronic care să nu aibă un port USB de un tip sau altul. Dar de unde știi ce cablu este potrivit pentru el? Acest ghid vă va ajuta să identificați tipul de conector USB și să selectați mufa adecvată.
Varietate de opțiuni
Aproape toate computerele și dispozitivele electronice moderne au o formă de conexiune USB și vin cu cablurile corespunzătoare. Contează care dintre ele este folosită și pentru ce sunt toate aceste diferențe? Deși acest lucru este cu adevărat important, se poate schimba în viitor.
La mijlocul anilor 1990. autobuzul universal a devenit un standard industrial care a permis simplificarea conexiunii perifericelor computerelor. Acesta a înlocuit o serie de interfețe anterioare și este acum cel mai popular tip de conector în dispozitivele de consum.
Cu toate acestea, este încă dificil să înțelegeți toate soiurile de USB.
Dacă un standard ar trebui să fie universal, de ce există atât de multe tipuri diferite de el? Fiecare dintre ele servește unui scop diferit, asigurând în principal compatibilitatea atunci când sunt lansate noi dispozitive cu specificații mai bune. Cele mai comune tipuri de conectori USB sunt prezentate mai jos.
Tip-A
Majoritatea cablurilor și perifericelor (cum ar fi tastaturi, mouse-uri și joystick-uri) au un conector de tip A. Calculatoarele personale, laptopurile și netbook-urile au de obicei mai multe porturi de această formă. În plus, multe alte dispozitive și adaptoare de alimentare le folosesc pentru transferul de date și/sau încărcare. Conectorul are o formă dreptunghiulară plată și este cel mai recunoscut și utilizat. Pinout USB Type-A este după cum urmează:
- + 5V - tensiune +5 V.
- D- - date.
- D + - date.
- GND - pământ.
Toate versiunile standardelor USB păstrează același factor de formă pentru tipul A, astfel încât sunt compatibile reciproc. Cu toate acestea, conectorii USB 3.0 au 9 pini în loc de 4, care sunt utilizați pentru viteze de transfer mai mari. Ele sunt amplasate astfel încât să nu interfereze cu funcționarea știfturilor versiunilor anterioare ale standardului.
Tip-B
Acesta este un conector aproape pătrat, care este utilizat în principal pentru a conecta imprimante, scanere și alte dispozitive cu autoalimentare la computer. Poate fi găsit uneori pe unități externe. În zilele noastre, acest tip de conector este mult mai puțin comun decât conexiunile de tip A.
Forma conexiunii s-a schimbat în versiunea 3.0 a standardului, astfel încât compatibilitatea cu înapoi nu este acceptată, deși porturile de tip nou acceptă mufe ale modificărilor vechi. Motivul pentru aceasta este că Type-B USB 3.0 are 9 pini pentru un transfer mai rapid de date, în timp ce Powered-B are 11, dintre care 2 oferă putere suplimentară.
Din nou, ca și în cazul tipului A, compatibilitatea fizică a diferitelor versiuni nu înseamnă suport pentru viteză sau funcționalitate.
Noțiuni de bază
Înainte de a încerca să înțelegeți diferențele dintre tipurile A și B, este necesar să înțelegeți conceptele de gazdă, receptor și port.
Slotul de pe partea din față sau din spate a carcasei computerului (gazdă) care se potrivește unui capăt al cablului USB se numește port. Un dispozitiv electronic care trebuie încărcat sau către care trebuie transferate date (de exemplu, un smartphone sau o tabletă) se numește receptor.
Cel mai popular standard USB este Tipul A, care poate fi văzut la capătul aproape fiecărui cablu USB pe care îl conectați la un slot gazdă astăzi. Cel mai adesea, porturile de tip A sunt echipate cu computere desktop, console de jocuri și playere media.
Conectorii de tip B se află la capătul unui cablu USB obișnuit care se conectează la un dispozitiv periferic, cum ar fi un smartphone, o imprimantă sau un hard disk.
Avantajele USB
Standardul simplifică instalarea și înlocuirea echipamentelor, reducând toate comunicațiile la transmisia de date în serie prin pereche răsucită și identificarea dispozitivului conectat. Dacă adăugați pământ și putere aici, obțineți cel mai simplu cablu cu 4 fire, ieftin și ușor de fabricat.
Standardul definește modul în care perifericul interacționează cu gazda. Dacă nu utilizați USB On the Go (OTG), care vă permite să limitați capacitățile gazdei, se realizează o conexiune directă. Dispozitivul USB nu este capabil să inițieze comunicarea, doar gazda poate face acest lucru, așa că chiar dacă există un cablu cu conectorii corespunzători, conexiunea nu va funcționa fără el. În plus, deoarece atât electricitatea, cât și datele sunt transmise prin fire, conectarea a două gazde fără un dispozitiv intermediar poate fi dezastruoasă, provocând curenți mari, scurtcircuite și chiar incendii.
Mini
Conectorul era standardul pentru dispozitivele mobile înainte de apariția micro-USB. După cum sugerează și numele, mini-USB este mai mic decât de obicei și este încă folosit în unele camere. Conectorul are 5 pini, dintre care 1 servește ca identificator pentru suportul OTG, permițând dispozitivelor mobile și altor periferice să acționeze ca o gazdă. Pinout-ul USB Mini este după cum urmează:
- + 5V - tensiune +5 V.
- D- - date.
- D + - date.
- ID - identificator gazdă / receptor.
- GND - pământ.
Micro
Acesta este standardul actual de conector pentru dispozitivele mobile și portabile. A fost adoptat de aproape toți producătorii, cu excepția Apple. Dimensiunile sale fizice sunt mai mici decât Mini-USB, dar sunt acceptate rate mari de transfer de date (până la 480 Mbps) și capabilități OTG. Forma este ușor de recunoscut datorită designului său compact cu 5 pini.
Conectorul Lightning nu este un standard USB, ci o conexiune proprietară Apple pentru iPad și iPhone. Este similar cu micro USB și este compatibil cu toate dispozitivele Apple fabricate după septembrie 2012. Modelele mai vechi folosesc un conector proprietar diferit și mult mai mare.
Tip-C
Este un conector reversibil care promite un transfer de date mai rapid și mai multă putere decât tipurile anterioare. Este din ce în ce mai folosit ca standard pentru laptopuri și chiar pentru unele telefoane și tablete și a fost aprobat de Apple pentru Thunderbolt 3.
Tipul C este o soluție nouă și promite să fie totul pentru toată lumea. Este mai mic, mai rapid și poate primi și transmite mult mai multă putere decât versiunile anterioare.
Apple a șocat lumea când a introdus un nou MacBook cu un singur port USB-C. Cel mai probabil, acesta va fi începutul unui trend.
Puteți citi mai multe despre USB-C la sfârșitul acestui articol.
Nuanțe de micro-USB
Cei dintre voi cu un telefon sau o tabletă Android au cu siguranță și un cablu micro USB. Chiar și cei mai serioși fani Apple nu le pot evita, deoarece acesta este cel mai comun tip de conector folosit pentru lucruri precum blocuri de alimentare externe, difuzoare etc.
Proprietarii de gadgeturi multiple pot descoperi că aceste cabluri devin din abundență în timp și, deoarece sunt de obicei interschimbabile, s-ar putea să nu fie nevoie să le cumpărați separat decât dacă se pierd sau eșuează toate în același timp.
Când cumpărați un cablu micro-USB, poate fi tentant să alegeți cea mai ieftină opțiune, dar, așa cum este adesea cazul, aceasta este o idee proastă. Firele și mufele de proastă calitate se pot rupe cu ușurință și devin inutile. Prin urmare, este mai bine să te salvezi de problemele viitoare achiziționând un produs de calitate de la un producător recunoscut, chiar dacă costă puțin mai mult.
Un alt lucru care merită menționat este lungimea cablului. Cele scurte sunt grozave pentru transport, dar asta înseamnă adesea că trebuie să stai pe podea lângă o priză în timp ce telefonul se încarcă. Dimpotrivă, un cablu prea lung poate fi incomod de transportat, poate deveni încurcat și poate provoca răni.
0,9 m este o lungime bună pentru un cablu de încărcare. Vă permite să țineți telefonul în timp ce este conectat la bateria din geantă sau buzunar, perfect pentru a juca Pokemon Go sau pur și simplu pentru a vă folosi telefonul în timp ce călătoriți o perioadă lungă de timp.
Dacă reîncărcați frecvent din porturi USB terțe, pentru a menține măsurile de siguranță sau când dispozitivul se încarcă lent, un cablu special pentru a preveni transmiterea datelor poate rezolva problema. O alternativă este adaptorul de rețea.
Faptul că majoritatea cablurilor USB (cu excepția USB-C) nu sunt interschimbabile și de multe ori necesită mai multe încercări pentru a realiza o conexiune corectă poate pune, de asemenea, o problemă. Mai mulți producători au încercat să remedieze acest lucru. Adevărat, nu toate dispozitivele acceptă această caracteristică.
Ce este USB OTG?
Este un standard care permite dispozitivelor portabile și mobile să acționeze ca gazde.
Să presupunem că aveți o unitate externă, un laptop și un smartphone. Ce trebuie să fac pentru a copia fișiere de pe disc pe telefon? Cel mai simplu mod este să le mutați de pe o unitate externă pe un laptop și de acolo pe un smartphone. USB OTG vă permite să conectați unitatea direct la telefon, evitând astfel necesitatea unui intermediar.
Și asta nu este tot! Există multe alte moduri de a utiliza OTG. Puteți conecta orice dispozitiv USB la smartphone, fie că este o unitate flash, mouse fără fir, tastatură, căști, cititoare de carduri, controlere de jocuri etc.
cabluri USB
Într-o lume conectată, conexiunile prin cablu între diferite dispozitive electronice joacă un rol important. Cererea pentru ele este atât de mare încât zeci de milioane de cabluri USB sunt produse în fiecare an.
Tehnologia evoluează și se îmbunătățește constant, la fel ca și perifericele corespunzătoare. Aceeași tendință de actualizare este valabilă pentru conectorii USB, dar cu atât de multe versiuni și tipuri de standarde USB, devine dificil să ținem evidența care USB este cel mai bun pentru o anumită funcție. Pentru a face acest lucru, trebuie să înțelegeți diferențele lor de bază.
tipuri de USB
Diferitele versiuni USB, cum ar fi 2.0 și 3.0, sunt legate de funcționalitatea și viteza cablului USB, iar tipul lor (cum ar fi A sau B) se referă în principal la designul fizic al conectorilor și porturilor.
USB 1.1 (1998) este evaluat pentru 12 Mbps, 2,5 V și 500 mA.
USB 2.0 (2000) are marcajul „HI-SPEED” pe sigla USB. Oferă 480 Mbps la 2,5 V și 1,8 A.
Adoptat în 2008, USB 3.0 acceptă 5 Gbps la 5 V, 1,8 A.
USB 3.1, în vigoare din 2015, oferă 10 Gbps la 20 V și 5 A.
Ultimul standard oferă o lățime de bandă mai mare și este în cea mai mare parte compatibil cu versiunile anterioare. Conectorii standard A sunt identici cu versiunile anterioare de tip A, dar sunt de obicei colorați în albastru pentru a le distinge. Sunt complet compatibile cu versiunea inversă, dar vitezele crescute sunt disponibile numai dacă toate componentele sunt USB 3. Versiunile standard-B și micro au pini suplimentari pentru o lățime de bandă sporită și sunt incompatibile cu versiunile anterioare. Cablurile și conectorii USB Type-B și Micro-B mai vechi pot fi utilizați cu porturile USB 3.0, dar viteza nu va crește.
Specificații conector tip C
Numele a apărut în titlurile revistelor tehnice din întreaga lume atunci când Apple a lansat Macbook-ul de 12 ". Acesta este primul laptop care include design de tip C.
Din punct de vedere fizic, conectorul este similar cu varianta USB Micro-B existentă. Dimensiunile sale sunt 8,4 x 2,6 mm. Cu factorul de formă mic, se poate potrivi cu ușurință chiar și în cele mai mici periferice utilizate în prezent. Unul dintre numeroasele avantaje ale Type-C față de alte soluții existente este că permite conectarea în orientare inversă, adică ștecherul va fi întotdeauna introdus corect la prima încercare! Conectorul este proiectat astfel încât să nu vă faceți griji că este inversat.
Type-C acceptă standardul USB 3.1 și oferă o viteză maximă de 10 Gbps. De asemenea, are o putere de ieșire semnificativ mai mare, de până la 100 W la 20 V și 5 A. Deoarece laptopurile consumă de obicei 40-70 W, aceasta înseamnă că tipul C își poate acoperi cu ușurință cerințele de putere. O altă funcționalitate oferită de USB Type-C este puterea bidirecțională. Cu alte cuvinte, nu îți poți încărca smartphone-ul doar printr-un laptop, ci și invers.
Type-C a primit recenzii elogioase de la utilizatori din întreaga lume și a apărut pe popularele smartphone-uri Chromebook Pixel și Nexus 6P, precum și pe tableta Nokia N1.
Putem spune cu încredere că în următorii ani toate dispozitivele electronice vor fi echipate cu porturi de acest tip. Acest lucru va face lucrul cu ei ușor și convenabil. Tot ce ai nevoie este un singur cablu de tip C, astfel încât în cele din urmă să poți scăpa de mizeria încurcată de fire din sertarul biroului tău.
Deși specificațiile au fost publicate pentru prima dată în 2014, tehnologia nu a fost implementată cu adevărat până în 2016. Astăzi, a devenit un adevărat înlocuitor nu doar pentru vechile standarde USB, ci și pentru altele precum Thunderbolt și DisplayPort. Noua soluție audio de tip C este, de asemenea, un potențial înlocuitor pentru mufa pentru căști de 3,5 mm. Tipul C este strâns împletit cu alte standarde emergente: USB 3.1 oferă mai multă lățime de bandă, iar USB Power Delivery oferă o mai bună livrare a energiei.
Forma conectorului
USB Type-C este un conector minuscul nou, care abia se potrivește cu microUSB. Acceptă diverse standarde emergente, cum ar fi USB 3.1 și USB PD.
Conectorul familiar cu care toată lumea este familiarizată este de tip A. Chiar și după trecerea de la USB 1.0 la 2.0 și mai departe la dispozitivele moderne, rămâne același. Conectorul este la fel de masiv ca și înainte și se conectează numai atunci când este orientat corect (ceea ce, evident, nu funcționează niciodată prima dată). Dar, pe măsură ce dispozitivele au devenit mai mici și mai subțiri, porturile masive pur și simplu nu se potriveau. Acest lucru a dus la apariția multor alte forme de conectori USB, cum ar fi Mini și Micro.
Un astfel de set incomod de conectori de diferite forme pentru dispozitive de toate dimensiunile este în sfârșit un lucru de trecut. Tipul C reprezintă noul standard pentru dimensiuni foarte mici. Reprezintă aproximativ o treime din vechiul USB Type-A. Acesta este un singur standard pe care trebuie să-l folosească toate dispozitivele, așa că este necesar un singur cablu pentru a conecta o unitate externă la un laptop sau pentru a încărca un smartphone de la un încărcător. Acest conector mic este suficient de mic pentru a se potrivi într-un smartphone ultra-subțire, dar suficient de puternic pentru a vă conecta toate perifericele prin el. Cablul în sine are aceiași conectori de tip C la ambele capete.
Tipul C are multe beneficii. Orientarea mufei nu contează, așa că nu mai trebuie să răsturnați mufa de mai multe ori pentru a găsi poziția corectă. Aceasta este o singură formă de conector USB pe care toată lumea ar trebui să o accepte, deci nu trebuie să aveți multe cabluri USB diferite cu mufe diferite pentru dispozitive diferite. Și nu vor exista multe porturi diferite care ocupă spațiul limitat de pe gadgeturile din ce în ce mai subțiri.
În plus, conectorii de tip C pot suporta și o varietate de protocoale folosind „moduri alternative”, care vă permit să aveți adaptoare capabile să iasă HDMI, VGA, DisplayPort sau alte tipuri de conexiuni de la acea conexiune unică. Un bun exemplu în acest sens este adaptorul multiport de la Apple, care vă permite să conectați HDMI, VGA, USB Type-A și Type-C. Astfel, mulți dintre conectorii de pe laptopurile convenționale pot fi reduse la același tip de port.
Nutriție
Specificația USB PD este, de asemenea, strâns împletită cu Type-C. În prezent, conectivitatea USB 2.0 oferă până la 2,5 W de putere. Acest lucru este suficient pentru a vă încărca telefonul sau tableta. Specificația acceptată de standardul USB-C este capabilă să furnizeze o putere de până la 100 W. Această conexiune este bidirecțională, astfel încât dispozitivul se poate încărca și încărca prin ea. În acest caz, transmisia de date poate avea loc simultan. Portul vă permite să încărcați chiar și un laptop, care necesită de obicei până la 60 W.
Apple MacBook și Google Chromebook Pixel folosesc USB-C pentru încărcare, eliminând necesitatea tuturor cablurilor de alimentare brevetate. În acest caz, devine posibilă încărcarea laptopurilor din baterii portabile, care sunt de obicei folosite pentru a reîncărca smartphone-urile și alte dispozitive electronice. Iar dacă conectați laptopul la un display extern alimentat de la rețea, atunci bateria acestuia va fi încărcată.
Vă rugăm să rețineți, totuși, că prezența unui conector de tip C nu acceptă automat USB PD. Prin urmare, înainte de a cumpăra dispozitive și cabluri, trebuie să vă asigurați că acestea sunt compatibile cu ambele standarde.
Rate de transfer
USB 3.1 este cel mai recent standard de magistrală serial universal, cu o lățime de bandă teoretică de 10 Gbps, dublând rata de transfer a generației 1 Thunderbolt și USB 3.0.
Dar Ture-C nu este același lucru cu USB 3.1. Aceasta este doar o formă a conectorului, iar tehnologia de la bază poate fi bazată pe standardele 2.0 sau 3.0. De exemplu, tableta Nokia N1 folosește USB Type-C versiunea 2.0. Cu toate acestea, aceste tehnologii sunt strâns legate. Când cumpărați, trebuie doar să urmăriți detaliile și să vă asigurați că dispozitivul sau cablul pe care îl cumpărați este compatibil USB 3.1.
compatibilitate inversă
Un conector fizic de tip C nu este compatibil cu standardul de bază. Nu puteți conecta dispozitive USB vechi într-un port mic modern de tip C și nu puteți conecta o mufă USB-C într-un port mai vechi și mai mare. Dar asta nu înseamnă că va trebui să scapi de toată vechea periferie. USB 3.1 este încă compatibil cu versiunea inversă, așa că aveți nevoie doar de un adaptor fizic USB-C. Și puteți conecta deja dispozitive vechi direct la acesta.
În viitorul apropiat, multe computere vor avea atât conectori USB de tip C, cât și conectori mari de tip A, așa cum sunt implementați, de exemplu, în Chromebook Pixel. Astfel, utilizatorii vor putea migra treptat de pe dispozitivele vechi conectând altele noi la USB Type-C. Dar chiar dacă computerul este realizat doar cu porturi de tip C, adaptoarele și hub-urile vor umple acest gol.
Type-C este un upgrade demn. Deși acest port a apărut deja pe laptopuri și unele smartphone-uri, această tehnologie nu se limitează la acestea. În timp, dispozitivele de toate tipurile vor fi echipate cu acesta. Într-o zi, standardul poate înlocui chiar conectorul Lightning folosit la iPhone și iPad. Portul Apple nu are multe avantaje față de USB Type-C, în afară de faptul că tehnologia este brevetată și compania poate percepe taxe de licență.
Suntem în pragul unor schimbări semnificative - pentru a înlocui clasicele și familiarele porturi USB 2.0 și 3.0, urmează un nou tip de conector, compatibil cu versiunea inversă. În ciuda confortului extern, a simetriei și a simplității vizuale, lista capacităților USB Type-C nu este doar impresionantă, dar, în același timp, este plină de multe dificultăți neevidente pentru utilizator.
Primul standard USB a apărut în 1994 pentru a rezolva problemele cheie ale acelei vremuri: unificarea conectorului pentru periferia echipamentelor PC combinată cu o rată mare de transfer de date. Din 2001, versiunea conectorului USB 2.0 (precum și diferitele sale variații) au devenit un standard de conectare universal pentru orice periferic. Cheia celor cincisprezece ani de succes USB este simplitatea, cu doar patru pini în interior care asigură alimentare și conectivitate dispozitivului conectat.
Ceea ce era un avantaj în anii 2000, a devenit un blocaj pentru dispozitivele moderne - porturile USB au încetat să facă față unui volum de informații aproape în creștere exponențială, utilizatorii au apreciat avantajele conectorilor mobili reversibile simetrici (și rapidi!) (cum ar fi Apple). Lightning), cabluri în care puteți introduce ambele părți, iar viteza de transfer de date wireless este foarte apropiată de viteza conexiunii prin cablu.
USB 3.0 a subliniat doar problema existentă prin creșterea mecanică a numărului de contacte suplimentare la cinci, ceea ce a crescut debitul maxim de la 480 Mb/s la 5 Gb/s, iar curentul maxim a crescut de la 500 mA la 900 mA. Noul conector a primit, de asemenea, propriul său marcaj distinctiv - o priză albastră. Conectorii USB 3.0 necesită 9 pini pentru a funcționa.
Să vedem cât de mult diferă conectorul USB Type-C / USB-C / USB C față de predecesorii săi, ce perspective și dificultăți sunt pline de tranziția la un nou tip de conector și ce tipuri de cabluri va fi capabil să înlocuiască în viitorul apropiat.
Confuzia începe cu numele: „USB Type-C”, „USB-C” și „USB C” sunt nume diferite pentru un singur conector care poate gestiona diferite protocoale. Până la stabilirea unui nume comun, vom rămâne cu numele USB Type-C - deși tendința generală indică popularitatea în creștere a versiunii mai scurte de USB-C.
Diagrama protocoalelor USB Type-C compatibile înapoi vă permite să înțelegeți ce funcții poate prelua noul conector - au fost în mod neașteptat multe dintre ele, care nu pot decât să se bucure. Cel mai important lucru despre această diagramă este că fiecare nivel următor este compatibil cu nivelurile de mai jos.
Cel mai rapid protocol pentru noul conector este Thunderbolt 3. Interfața hardware Thunderbolt a fost dezvoltată de Intel în colaborare cu Apple. Marca comercială Thunderbolt în sine a fost deținută anterior de Apple, dar ulterior a fost transferată la Intel. Conectorii USB Type-C care lucrează cu acest protocol sunt instalați în nou
Dar portul USB Type-C din cel precedent este „cu un pas mai jos”, permițându-vă să conectați periferice compatibile doar cu standardul USB 3.1 gen 1, dar nu și cu Thunderbolt 3.
Acesta este un bun exemplu care demonstrează în practică de ce, în ciuda aceluiași conector USB Type-C, perifericele pentru Thunderbolt 3 nu pot fi conectate la Macbook 12, dar orice accesorii și periferice pentru Macbook 12 vor funcționa cu noul Macbook Pro 2016.
Să aruncăm o privire mai atentă la ce alte tipuri de semnale pot transmite USB Type-C prin el însuși.
În primul rând, acestea sunt USB 2.0 și USB 3.0 clasice - acest lucru este important pentru dispozitivele mobile cu un conector nou (de exemplu, prima tabletă cu USB Type-C Nokia N1), care accepta semnale și alimentare doar pentru USB 2.0. Cele mai multe dispozitive mobile moderne (de exemplu l) acceptă conectivitate USB 3.0.
Ce înseamnă asta în practică? Când achiziționați un cablu USB Type-C pentru un dispozitiv mobil, acordați atenție vitezei și compatibilității conectorilor de pe ambele gadgeturi. O alegere bună pentru un laptop Windows modern cu USB 3.0 ar fi un cablu care va funcționa prin USB Type-C prin protocoale USB 2.0 și 3.0.
Dacă dispozitivul dvs. mobil, de exemplu un smartphone Android, este echipat cu un port Micro-USB (sau modificarea acestuia Micro-USB B), lucrând cu protocolul USB 2.0, vă puteți limita la un cablu sau. Rata maximă de transfer de date va fi limitată la 480 Mbps.
Următorul standard este USB 3.1 gen 1, care vă permite să conectați hard disk-uri, adaptoare de rețea și stații de andocare. Este compatibil cu USB 3.0 „SuperSpeed”, USB 2.0 „Hi-Speed” și chiar și USB 1.x original.
Protocolul USB 3.1 gen 2 - similar cu cel precedent, dar dublează lățimea de bandă a perifericelor USB la 10 Gbps. Numai cele mai recente dispozitive USB-C îl acceptă.
Conexiunile USB 3.1 și USB Type-C acceptă unități externe, de exemplu.
Exemple de accesorii care asigură o conexiune la rețea de mare viteză compatibilă prin USB Type-C:
și .
Modul de accesorii audio este o specificație pentru utilizarea cu audio analogic, permițând portului USB Type-C să concureze în viitor cu mufele analogice de 3,5 mm.
Modul de conectare Modul alternativ - include toate celelalte protocoale non-USB: DisplayPort, MHL, HDMI și Thunderbolt (conectat anterior prin DP). Principala problemă aici este că nu orice dispozitiv acceptă protocolul Alternate Mode, care este foarte confuz pentru cumpărători.
Pentru dispozitivele video sunt disponibile nu numai adaptoare USB Type-C de marcă de la Apple: un adaptor, ci și opțiuni de la alți producători, de exemplu.
Există însă și avantaje - transmiterea unui stream video prin portul USB Type-C nu îi afectează în niciun fel capacitatea energetică, pentru că până la patru linii de mare viteză pot fi alocate nevoilor DisplayPort. În acest caz, este posibilă transmiterea imaginilor la rezoluții de până la 5120 × 2880.
Simetria pad-urilor de contact a făcut posibilă ca portul să fie reversibil și, în funcție de dispozitivul conectat, este implicat un număr diferit de conexiuni.
Primul port USB 1.0 a furnizat doar 0,75 W (0,15 A, 5 V) putere. Pentru USB 2.0, curentul a fost crescut la 0,5 A, ceea ce a făcut posibilă obținerea a 2,5 wați de la acesta pentru alimentarea, de exemplu, hard disk-uri externe de 2,5”. Nu este surprinzător, conectarea mai multor unități cu consum de energie necesită uneori mai multe porturi simultan.
Pentru USB 3.0 este asigurat un curent de 0,9 A care, cu o tensiune de alimentare de 5 V, garanteaza o putere de 4,5 W. Față de aceste cifre, capacitatea de transmisie de 100 W este cu adevărat impresionantă!
Pentru a asigura transferul acestei cantități de energie, tensiunea de alimentare poate fi mărită până la 20 de volți. Busul secundar și contactele de comunicare USB Power Delivery sunt concepute pentru a selecta modul de operare dorit între gadgeturile conectate - la urma urmei, dacă dispozitivul nu este capabil să primească 100 W de energie, pur și simplu se va arde! Datorită schimbului preliminar de date, dispozitivele compatibile intră într-un mod avansat de operare cu capacități de putere îmbunătățite.
Există cinci astfel de profiluri: „profilul 1” garantează capacitatea de a transfera 10 W de energie, al doilea - 18 W, al treilea - 36 W, al patrulea - 60 W și al cincilea - o sută întreagă!
Funcția PD (Power Delivery) necesită un cablu separat, de exemplu
Perspectivele pentru USB Type-C sau USB-C sunt foarte luminoase. Pe lângă Apple, atât desktopurile productive (plăci de bază), cât și dispozitivele mobile încep să fie echipate cu porturi USB Type-C. Până acum, locul de frunte este ocupat de protocolul USB 3.1 în ambele variante ale acestuia (iar dispozitivele mobile se apropie de vitezele USB 3.0).
Nu va trece mult până când vom putea trece în sfârșit la un tip universal de USB-C cu cabluri USB-C (astfel de cabluri sunt disponibile acum) pentru a conecta restul perifericelor. Este deosebit de îmbucurător faptul că accesoriile achiziționate astăzi vor continua să funcționeze datorită modului de compatibilitate inversă. Notă importantă - USB Type-C este un standard deschis care nu necesită taxe de licență de la producători.
Riscurile și dificultățile apar doar atunci când conectați periferice noi (care necesită cele mai rapide protocoale, cum ar fi Thunderbolt din diferite versiuni) la versiuni mai vechi de dispozitive USB Type-C care funcționează la viteze USB 3.1 - în cel mai bun caz, acestea pot continua să funcționeze la o viteză redusă.
Când cumpărați accesorii și cabluri USB Type-C, asigurați-vă că luați în considerare la ce viteze ar trebui (și poate) să funcționeze dispozitivul dvs. - dacă vitezele USB 2.0-3.1 sunt potrivite pentru dispozitive mobile și gadgeturi, atunci poate fi important să transferați semnale video sau date de pe hard disk-uri de mare capacitate compatibile cu Thunderbolt 3.
Pentru confortul dumneavoastră, am colectat într-o secțiune separată a catalogului.
Rareori se întâmplă ca o literă în plus din numele standardului să amenințe să revoluționeze lumea interfețelor și gadgeturilor de transfer de date, dar apariția celei mai recente versiuni de USB 3.1 Tip-C pare a fi exact cazul. Ce ne promite următoarea actualizare a vechii interfețe USB bune?
- Rata baud până la 10 GBps
- Posibilitatea de a fi alimentat dintr-un port de dispozitive cu consum de energie pana la 100W
- Dimensiunile conectorului sunt comparabile cu micro-USB
- Simetria conectorului - nu are sus și jos, ceea ce înseamnă că nu există nicio cheie, ceea ce duce adesea la deteriorarea atât a conectorilor înșiși, cât și a gadgeturilor conectate prin intermediul acestora
- Această interfață poate fi utilizată pentru a furniza tensiune pana la 20 volti
- Nu mai există tipuri diferite de conectori - A și B. La ambele capete ale cablului sunt exact aceiași conectori. Atât datele, cât și tensiunea de alimentare pot fi transmise prin același conector în ambele direcții. În funcție de situație, fiecare conector poate acționa ca master sau slave
- Ni se promite că designul conectorului este capabil să reziste până la 10.000 de conexiuni
- Este posibil să utilizați această interfață pentru conexiune directă în loc de alte interfețe larg răspândite pentru schimbul rapid de date.
- Standardul este compatibil de sus în jos atât cu interfața obișnuită USB 3, cât și cu frații săi mai mici. Bineînțeles că nu direct, dar cu ajutorul unui adaptor se poate conecta, să zicem, un disc USB 2.0 prin intermediul acestuia
Nu voi atinge istoria dezvoltării interfeței USB, acest subiect nu este slab dezvoltat în acest comic în sensul unei povești în imagini
Electronica - știința contactelor
Pentru început, fotografii comparative ale eroului de astăzi în compania strămoșilor onorați.
Conectorul USB Type-C este puțin mai mare decât USB 2.0 Micro-B obișnuit, dar vizibil mai compact decât USB 3.0 Micro-B dual, ca să nu mai vorbim de clasicul USB Type-A.
Dimensiunile conectorului (8,34 × 2,56 mm) îl fac ușor de utilizat pentru dispozitive de orice clasă, inclusiv smartphone-uri și tablete.
Cablurile de semnal și de alimentare sunt plasate pe o inserție de plastic, poate acesta este cel mai slab punct al său din partea centrală a conectorului. Grupul de pini USB Type-C conține 24 de pini. Permiteți-mi să vă reamintesc că USB 1.0 / 2.0 avea doar 4 pini, în timp ce conectorii USB 3.0 aveau deja nevoie de 9 pini.
Dacă te uiți cu atenție la poza din stânga, poți vedea că contactele au lungimi diferite. Acest lucru asigură că acestea sunt închise într-o anumită secvență. În figura din centru, vedem prezența zăvoarelor care ar trebui să țină cablul conectat și să ofere un clic tactil în timpul procesului de conectare-deconectare. Graficul din dreapta arată dependența forței în timpul introducerii și scoaterii conectorului.
Vârfurile pe care le vedem pe el sunt momentele de acționare a zăvorului.
Se poate afirma că dezvoltatorii standardului au făcut, dacă nu totul, atunci aproape totul pentru a face conectorul cât mai convenabil și fiabil posibil: este introdus la orice capăt și pe fiecare parte cu un clic tangibil. În opinia lor, el este capabil să supraviețuiască acestei proceduri de mai mult de 10 mii de ori.
Ianus simetric cu multe fețe
O caracteristică extrem de plăcută și utilă a USB-C este designul simetric al conectorului, care îi permite să fie conectat la portul pe ambele părți. Acest lucru se realizează datorită dispunerii simetrice a terminalelor sale.
Prizele de împământare sunt situate la margini. Contactele pozitive de alimentare sunt de asemenea poziționate simetric. În centru sunt contactele responsabile de compatibilitatea cu USB2 și interfața inferioară. Au fost cei mai norocoși dintre toți - sunt duplicate și, prin urmare, o rotație de 180 de grade atunci când sunt conectate nu este groaznică. Pinii responsabili pentru schimbul de date de mare viteză sunt marcați cu albastru. După cum putem vedea, totul este mai viclean aici. Dacă rotim conectorul, de exemplu, ieșirea TX1 va schimba locurile cu TX2, dar în același timp locul intrării RX1 va fi luat de RX2.
Pinii de comunicare pentru magistrala secundară și USB Power Delivery sunt pini de serviciu și sunt destinati comunicării între două dispozitive conectate. La urma urmei, ei trebuie să spună unul altuia multe despre multe înainte de a începe schimbul, dar mai multe despre asta mai târziu.
Între timp, încă o caracteristică. Portul USB Type-C a fost conceput inițial ca o soluție unică. Pe lângă transferul direct de date prin USB, poate fi folosit și în modul alternativ pentru a implementa interfețe terțe. Această flexibilitate a USB Type-C a fost exploatată de VESA prin introducerea capacității de a transmite în flux video prin DisplayPort Alt Mode.
USB Type-C are patru linii USB Super Speed (perechi). Dacă două dintre ele sunt dedicate nevoilor DisplayPort, acest lucru este suficient pentru a obține o imagine cu o rezoluție de 3840x2160. În același timp, rata de transfer de date prin USB nu are de suferit. La apogeu, acesta este încă același 10 Gb/s (pentru USB 3.1 Gen2). De asemenea, transmiterea fluxului video nu afectează în niciun fel capacitatea energetică a portului. Chiar și 4 linii de mare viteză pot fi alocate pentru nevoile DisplayPort. În acest caz, vor fi disponibile rezoluții de până la 5120x2880. În acest mod, liniile USB 2.0 nu sunt implicate, așa că USB Type-C va putea în continuare să transfere date în paralel, deși la o viteză limitată.
În modul alternativ, pinii SBU1 / SBU2 sunt utilizați pentru a transmite fluxul audio, care sunt convertiți în canalele AUX + / AUX-. Nu sunt folosite pentru protocolul USB, deci nu există nici pierderi funcționale suplimentare aici.
Când utilizați interfața DisplayPort, conectorul USB Type-C poate fi conectat în orice mod. Potrivirea semnalului necesară este furnizată inițial.
Conectarea dispozitivelor folosind HDMI, DVI și chiar D-Sub (VGA) este, de asemenea, posibilă, dar acest lucru va necesita adaptoare separate, totuși, acestea trebuie să fie adaptoare active, deoarece pentru DisplayPort Alt Mode, Dual-Mode Display Port (DP ++) este nu este suportat...
Modul alternativ USB Type-C poate fi folosit pentru mai mult decât doar pentru DisplayPort. Poate că vom afla în curând că acest port a învățat, de exemplu, să transfere date folosind PCI Express sau Ethernet.
Ea i-a dat acestuia și i-a dat celuilalt. În general... despre nutriție.
O altă caracteristică importantă pe care o aduce USB Type-C este capacitatea de a transmite putere de până la 100 de wați prin intermediul acestuia. Acest lucru este suficient nu numai pentru a alimenta/încărca dispozitivele mobile, ci și pentru a opera laptopuri, monitoare și, dacă visezi, chiar și o mică sursă de alimentare de laborator.
Odată cu apariția magistralei USB, transmisia de putere a fost o funcție importantă, dar totuși minoră. Portul USB 1.0 a furnizat doar 0,75 W (0,15 A, 5 V). Suficient pentru ca un mouse și o tastatură să funcționeze, dar nimic mai mult. Pentru USB 2.0, curentul nominal a fost crescut la 0,5 A, ceea ce a făcut posibilă obținerea a 2,5 wați de la acesta pentru alimentarea, de exemplu, hard disk-uri externe de 2,5”. Pentru USB 3.0 este asigurat nominal un curent de 0,9 A care, cu o tensiune de alimentare constantă de 5 V, garantează o putere de 4,5 W. Conectorii speciali ranforsați de pe plăcile de bază sau laptopuri erau capabili să furnizeze până la 1,5 A pentru a accelera încărcarea dispozitivelor mobile conectate, dar chiar și asta a fost „doar” 7,5 wați. Pe fondul acestor numere, capacitatea de a transmite 100 de wați pare ceva fantastic.
Pentru a umple o astfel de energie, portul USB Type-C este acceptat de specificația USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Dacă nu există, portul USB Type-C va putea furniza muntelui 7,5 W (1,5 A, 5 V) sau 15 W (3A, 5 V), în funcție de configurație. Nu există suficient spațiu pentru o descriere detaliată a acestei specificații în acest articol și totuși nu o voi face mai bine decât respectatul stpark din minunatul său articol.
Cu toate acestea, nu va fi posibil să ocoliți complet acest subiect primordial.
Pentru a furniza 100 wați de putere la o tensiune de cinci volți, este necesar un curent de 20 de amperi! Cu dimensiunile unui cablu USB Type-C, acest lucru este posibil doar dacă este fabricat dintr-un supraconductor! Mi-e teamă că astăzi va costa foarte mult utilizatorii, așa că dezvoltatorii standardului au luat o altă cale. Au crescut tensiunea de alimentare la 20 de volți. „Scuzați-mă, dar va arde complet tableta mea preferată” - exclamați și veți avea perfectă dreptate. Pentru a nu cădea pradă utilizatorilor supărați, inginerii au conceput un truc inteligent - au introdus un sistem de profile de putere. Înainte de conectare, orice dispozitiv este în modul standard. Tensiunea din el este limitată la cinci volți, iar curentul la doi amperi. Pentru a vă conecta cu dispozitive de tip vechi, totul se va încheia cu acest mod, dar pentru cazurile mai avansate, după schimbul de date, dispozitivele trec la un alt mod de operare coordonat cu capabilități avansate. Pentru a vă familiariza cu principalele moduri existente, aruncați o privire la tabel.
Profilul 1 garantează capacitatea de a transfera 10 W de energie, al doilea deja - 18 W, al treilea - 36 W, al patrulea până la 60 W, dar al cincilea este suta noastră prețuită! Portul corespunzător profilului superior menține toate stările din aval anterior. Ca tensiuni de referință sunt selectate 5V, 12V și 20V. Utilizarea 5V este esențială pentru compatibilitatea cu gama largă de periferice USB disponibile. 12V este tensiunea de alimentare standard pentru diferite componente ale sistemului. 20V este propus ținând cont de faptul că sursele externe de alimentare pentru 19-20V sunt folosite pentru a încărca bateriile majorității laptopurilor.
Câteva cuvinte despre cabluri!
Suportul complet al formatului descris în articol va necesita multă muncă nu numai de la programatori, ci și de la producătorii de electronice. Va fi necesară dezvoltarea și implementarea producției unui număr foarte mare de componente. Cele mai evidente sunt conectorii. Pentru a rezista la curenți mari ai tensiunii de alimentare, pentru a nu interfera cu transmiterea semnalelor de frecvență foarte înaltă și chiar astfel să nu eșueze după a doua conexiune și să nu cadă în cel mai inoportun moment, calitatea fabricării lor ar trebui să fie radical. mai mare în comparație cu formatul USB 2.Pentru a combina transmisia de putere mare și transmisia semnalului cu traficul gigabit, producătorii de cabluri vor trebui să muncească din greu.
Admirați cum arată o vedere în secțiune transversală a unui cablu potrivit pentru sarcina noastră.
Apropo, despre restricțiile privind lungimea cablurilor la utilizarea interfeței USB 3.1. Pentru a transfera date fără pierderi semnificative la viteze de până la 10 Gb/s (Gen 2), lungimea unui cablu cu conectori USB Type-C nu trebuie să depășească 1 metru, pentru o conexiune la viteze de până la 5 Gb/s (Gen 1). ) - 2 metri.
Proiectanții de circuite ai producătorilor de plăci de bază, stații de andocare și laptop-uri se vor încurca pentru o lungă perioadă de timp cum să genereze o putere de ordinul a sute de wați și trasoare, cum să o aducă la conectorul USB Type-C.
Producători de așchii la început scăzut.
Conexiunea simetrică și funcționarea liniilor de semnal în diferite moduri va necesita utilizarea de microcircuite de comutare de semnal de mare viteză. Astăzi au apărut deja primele rândunele. De exemplu, iată un comutator de la Texas Instruments, care acceptă lucrul în dispozitive atât în modul gazdă, cât și în modul slave. Este capabil să comute linii de perechi diferențiale cu frecvențe de semnal de până la 5 GHz.
Totodată, dimensiunile chipului HDC3SS460 sunt de 3,5 pe 5,5 mm iar în modul idle consumă un curent de aproximativ 1 microamperi. În modul activ, este mai mic de un miliamper. Există și soluții mai avansate, de exemplu, cipurile fabricate de NXP suportă cursuri de schimb de până la 10 GHz.
Au început să apară manageri de putere, combinați cu circuite pentru protejarea liniilor de semnal de statică, de exemplu, un astfel de produs de la NXP
Este conceput pentru a gestiona corect momentul conectării conectorului, precum și deschiderea circuitului de alimentare în caz de defecțiune. Acest cip suportă deja tensiune VBUS de până la 30 de volți, dar cu curentul maxim comutat, totul este mult mai rău - nu trebuie să depășească 1 amper, ceea ce este de înțeles având în vedere dimensiunile - 1,4 cu 1,7 mm!
Liderul incontestabil în acest domeniu a fost Cypress, care a lansat un microcontroler specializat cu un nucleu ARM Cortex M0 care acceptă toate cele cinci profiluri de putere posibile pentru standard.
O diagramă tipică de conectare pentru utilizare într-un laptop oferă o idee despre aceasta și vă puteți familiariza cu ea mai detaliat descărcând fișa de date.
Spre deosebire de cipul NXP, acesta se concentrează pe controlul întrerupătoarelor de alimentare externe și, prin urmare, poate asigura comutarea curenților și tensiunilor necesare, în ciuda dimensiunilor sale mici.
Atenție, O caracteristică importantă pentru cei care se grăbesc deja să comande primele mostre - microcontrolerul nu are interfață USB și nu este o soluție completă și completă. El poate servi doar ca manager de alimente. Momentan, este deschisă o precomandă pentru furnizarea de mostre și plăci demo. Soarta acestui microcontroler va depinde probabil în mare măsură dacă producătorul furnizează dezvoltatorilor biblioteci de referință pentru a-l folosi în diferite moduri.
Faptul că au fost deja create mai multe demokit-uri pentru el crește foarte mult probabilitatea acestuia din urmă.
Lift la Rai sau Turnul Babel.
Deci astăzi avem o situație complet revoluționară. Clasele superioare nu pot, iar clasele inferioare nu vor să trăiască în vechiul mod. Toată lumea s-a săturat de confuzia cu un număr mare de cabluri, încărcătoare, surse de alimentare și fiabilitatea lor scăzută.
Noul standard a generat o activitate fără precedent. Navele de vârf ale industriei electronice - Apple, Nokia, Asus se pregătesc să lanseze primele lor gadgeturi cu suport USB Type-C. Chinezii imprimă deja cabluri și adaptoare. Stațiile de andocare și hub-urile cu suport de sarcină de mare putere sunt pe drum. Producătorii de cipuri dezvoltă noi microcircuite și se gândesc la cum să înghesuie driverul pentru noul port în microcontroler. Marketerii decid unde să conecteze noul conector, iar inginerii își zgârie napii încercând să implementeze dispozitive multidisciplinare din componentele electronice existente.
Până acum, un singur lucru nu este clar. Ce vom obține ca rezultat? Un conector convenabil și de încredere, care va înlocui cea mai mare parte a interfețelor și va găsi uz de zi cu zi, sau pandemoniul babilonian, deoarece situația poate începe să se dezvolte conform scenariului nu cel mai favorabil:
Utilizatorii pot deveni complet confuzi de numeroasele specificații și cabluri care arată exact la fel, dar în același timp vor fi certificate doar pentru anumite profile. Încercați să vă dați seama din mers cu toate aceste marcaje.
Dar chiar dacă funcționează, este puțin probabil ca acest lucru să rezolve problema - chinezii, fără o strângere de conștiință, vor pune cu ușurință orice insignă pe orice cablu. Și, dacă este necesar, până la o grămadă de fiecare parte a unui cablu sunt diferite, nu vor fi confundate chiar dacă se exclud reciproc.
Piața va fi inundată de un număr incredibil de adaptoare de diferite calibre și de o calitate îndoielnică.
Încercând să conectați un dispozitiv la altul, nu veți ști niciodată la ce rezultat va duce acest proces și din cauza conexiunii fie este complet absentă, fie totul este teribil de erori. Fie unul dintre gadgeturi nu suportă profilul dorit, fie îl suportă, dar nu foarte corect, fie în loc de un cablu de înaltă calitate, a fost prins contrafăcutul său gros chinezesc. Ce vrei să faci dacă dintr-o dată singurul conector rămas de pe laptop se defectează?
Pana data viitoare.
P.S. Noul standard duce deja la dispozitive extrem de exotice. Așa a fost anunțat un cablu de 100 de metri, care nu pare să se încadreze în standarde. Ideea este că el este activ. La ambele capete, cablul are un convertor USB3 la optic. Semnalul este transmis prin optică și convertit înapoi la ieșire. Desigur, ele nu transmit energie, ci doar date. În acest caz, fiecare dintre convertoarele de la capetele sale este alimentat de la conectorul la care este conectat.
Cred că în curând, companiile care se respectă vor începe să introducă etichete active în cabluri pentru a confirma autenticitatea. Problema hub-ului va genera o activitate fără precedent în rândul dezvoltatorilor și producătorilor de convertoare DC-DC. După cum a menționat pe bună dreptate un utilizator respectat
Rareori se întâmplă ca o literă în plus din numele standardului să amenințe să revoluționeze lumea interfețelor și gadgeturilor de transfer de date, dar apariția celei mai recente versiuni de USB 3.1 Tip-C pare a fi exact cazul. Ce ne promite următoarea actualizare a vechii interfețe USB bune?
- Rata baud până la 10 GBps
- Posibilitatea de a fi alimentat dintr-un port de dispozitive cu consum de energie pana la 100W
- Dimensiunile conectorului sunt comparabile cu micro-USB
- Simetria conectorului - nu are sus și jos, ceea ce înseamnă că nu există nicio cheie, ceea ce duce adesea la deteriorarea atât a conectorilor înșiși, cât și a gadgeturilor conectate prin intermediul acestora
- Această interfață poate fi utilizată pentru a furniza tensiune pana la 20 volti
- Nu mai există tipuri diferite de conectori - A și B. La ambele capete ale cablului sunt exact aceiași conectori. Atât datele, cât și tensiunea de alimentare pot fi transmise prin același conector în ambele direcții. În funcție de situație, fiecare conector poate acționa ca master sau slave
- Ni se promite că designul conectorului este capabil să reziste până la 10.000 de conexiuni
- Este posibil să utilizați această interfață pentru conexiune directă în loc de alte interfețe larg răspândite pentru schimbul rapid de date.
- Standardul este compatibil de sus în jos atât cu interfața obișnuită USB 3, cât și cu frații săi mai mici. Bineînțeles că nu direct, dar cu ajutorul unui adaptor se poate conecta, să zicem, un disc USB 2.0 prin intermediul acestuia
Nu voi atinge istoria dezvoltării interfeței USB, acest subiect nu este slab dezvoltat în acest comic în sensul unei povești în imagini
Electronica - știința contactelor
Pentru început, fotografii comparative ale eroului de astăzi în compania strămoșilor onorați.
Conectorul USB Type-C este puțin mai mare decât USB 2.0 Micro-B obișnuit, dar vizibil mai compact decât USB 3.0 Micro-B dual, ca să nu mai vorbim de clasicul USB Type-A.
Dimensiunile conectorului (8,34 × 2,56 mm) îl fac ușor de utilizat pentru dispozitive de orice clasă, inclusiv smartphone-uri și tablete.
Cablurile de semnal și de alimentare sunt plasate pe o inserție de plastic, poate acesta este cel mai slab punct al său din partea centrală a conectorului. Grupul de pini USB Type-C conține 24 de pini. Permiteți-mi să vă reamintesc că USB 1.0 / 2.0 avea doar 4 pini, în timp ce conectorii USB 3.0 aveau deja nevoie de 9 pini.
Dacă te uiți cu atenție la poza din stânga, poți vedea că contactele au lungimi diferite. Acest lucru asigură că acestea sunt închise într-o anumită secvență. În figura din centru, vedem prezența zăvoarelor care ar trebui să țină cablul conectat și să ofere un clic tactil în timpul procesului de conectare-deconectare. Graficul din dreapta arată dependența forței în timpul introducerii și scoaterii conectorului.
Vârfurile pe care le vedem pe el sunt momentele de acționare a zăvorului.
Se poate afirma că dezvoltatorii standardului au făcut, dacă nu totul, atunci aproape totul pentru a face conectorul cât mai convenabil și fiabil posibil: este introdus la orice capăt și pe fiecare parte cu un clic tangibil. În opinia lor, el este capabil să supraviețuiască acestei proceduri de mai mult de 10 mii de ori.
Ianus simetric cu multe fețe
O caracteristică extrem de plăcută și utilă a USB-C este designul simetric al conectorului, care îi permite să fie conectat la portul pe ambele părți. Acest lucru se realizează datorită dispunerii simetrice a terminalelor sale.
Prizele de împământare sunt situate la margini. Contactele pozitive de alimentare sunt de asemenea poziționate simetric. În centru sunt contactele responsabile de compatibilitatea cu USB2 și interfața inferioară. Au fost cei mai norocoși dintre toți - sunt duplicate și, prin urmare, o rotație de 180 de grade atunci când sunt conectate nu este groaznică. Pinii responsabili pentru schimbul de date de mare viteză sunt marcați cu albastru. După cum putem vedea, totul este mai viclean aici. Dacă rotim conectorul, de exemplu, ieșirea TX1 va schimba locurile cu TX2, dar în același timp locul intrării RX1 va fi luat de RX2.
Pinii de comunicare pentru magistrala secundară și USB Power Delivery sunt pini de serviciu și sunt destinati comunicării între două dispozitive conectate. La urma urmei, ei trebuie să spună unul altuia multe despre multe înainte de a începe schimbul, dar mai multe despre asta mai târziu.
Între timp, încă o caracteristică. Portul USB Type-C a fost conceput inițial ca o soluție unică. Pe lângă transferul direct de date prin USB, poate fi folosit și în modul alternativ pentru a implementa interfețe terțe. Această flexibilitate a USB Type-C a fost exploatată de VESA prin introducerea capacității de a transmite în flux video prin DisplayPort Alt Mode.
USB Type-C are patru linii USB Super Speed (perechi). Dacă două dintre ele sunt dedicate nevoilor DisplayPort, acest lucru este suficient pentru a obține o imagine cu o rezoluție de 3840x2160. În același timp, rata de transfer de date prin USB nu are de suferit. La apogeu, acesta este încă același 10 Gb/s (pentru USB 3.1 Gen2). De asemenea, transmiterea fluxului video nu afectează în niciun fel capacitatea energetică a portului. Chiar și 4 linii de mare viteză pot fi alocate pentru nevoile DisplayPort. În acest caz, vor fi disponibile rezoluții de până la 5120x2880. În acest mod, liniile USB 2.0 nu sunt implicate, așa că USB Type-C va putea în continuare să transfere date în paralel, deși la o viteză limitată.
În modul alternativ, pinii SBU1 / SBU2 sunt utilizați pentru a transmite fluxul audio, care sunt convertiți în canalele AUX + / AUX-. Nu sunt folosite pentru protocolul USB, deci nu există nici pierderi funcționale suplimentare aici.
Când utilizați interfața DisplayPort, conectorul USB Type-C poate fi conectat în orice mod. Potrivirea semnalului necesară este furnizată inițial.
Conectarea dispozitivelor folosind HDMI, DVI și chiar D-Sub (VGA) este, de asemenea, posibilă, dar acest lucru va necesita adaptoare separate, totuși, acestea trebuie să fie adaptoare active, deoarece pentru DisplayPort Alt Mode, Dual-Mode Display Port (DP ++) este nu este suportat...
Modul alternativ USB Type-C poate fi folosit pentru mai mult decât doar pentru DisplayPort. Poate că vom afla în curând că acest port a învățat, de exemplu, să transfere date folosind PCI Express sau Ethernet.
Ea i-a dat acestuia și i-a dat celuilalt. În general... despre nutriție.
O altă caracteristică importantă pe care o aduce USB Type-C este capacitatea de a transmite putere de până la 100 de wați prin intermediul acestuia. Acest lucru este suficient nu numai pentru a alimenta/încărca dispozitivele mobile, ci și pentru a opera laptopuri, monitoare și, dacă visezi, chiar și o mică sursă de alimentare de laborator.
Odată cu apariția magistralei USB, transmisia de putere a fost o funcție importantă, dar totuși minoră. Portul USB 1.0 a furnizat doar 0,75 W (0,15 A, 5 V). Suficient pentru ca un mouse și o tastatură să funcționeze, dar nimic mai mult. Pentru USB 2.0, curentul nominal a fost crescut la 0,5 A, ceea ce a făcut posibilă obținerea a 2,5 wați de la acesta pentru alimentarea, de exemplu, hard disk-uri externe de 2,5”. Pentru USB 3.0 este asigurat nominal un curent de 0,9 A care, cu o tensiune de alimentare constantă de 5 V, garantează o putere de 4,5 W. Conectorii speciali ranforsați de pe plăcile de bază sau laptopuri erau capabili să furnizeze până la 1,5 A pentru a accelera încărcarea dispozitivelor mobile conectate, dar chiar și asta a fost „doar” 7,5 wați. Pe fondul acestor numere, capacitatea de a transmite 100 de wați pare ceva fantastic.
Pentru a umple o astfel de energie, portul USB Type-C este acceptat de specificația USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Dacă nu există, portul USB Type-C va putea furniza muntelui 7,5 W (1,5 A, 5 V) sau 15 W (3A, 5 V), în funcție de configurație. Nu există suficient spațiu în acest articol pentru o descriere detaliată a acestei specificații și totuși nu o voi face mai bine decât cel respectat din minunatul său articol.
Cu toate acestea, nu va fi posibil să ocoliți complet acest subiect primordial.
Pentru a furniza 100 wați de putere la o tensiune de cinci volți, este necesar un curent de 20 de amperi! Cu dimensiunile unui cablu USB Type-C, acest lucru este posibil doar dacă este fabricat dintr-un supraconductor! Mi-e teamă că astăzi va costa foarte mult utilizatorii, așa că dezvoltatorii standardului au luat o altă cale. Au crescut tensiunea de alimentare la 20 de volți. „Scuzați-mă, dar va arde complet tableta mea preferată” - exclamați și veți avea perfectă dreptate. Pentru a nu cădea pradă utilizatorilor supărați, inginerii au conceput un truc inteligent - au introdus un sistem de profile de putere. Înainte de conectare, orice dispozitiv este în modul standard. Tensiunea din el este limitată la cinci volți, iar curentul la doi amperi. Pentru a vă conecta cu dispozitive de tip vechi, totul se va încheia cu acest mod, dar pentru cazurile mai avansate, după schimbul de date, dispozitivele trec la un alt mod de operare coordonat cu capabilități avansate. Pentru a vă familiariza cu principalele moduri existente, aruncați o privire la tabel.
Profilul 1 garantează capacitatea de a transfera 10 W de energie, al doilea deja - 18 W, al treilea - 36 W, al patrulea până la 60 W, dar al cincilea este suta noastră prețuită! Portul corespunzător profilului superior menține toate stările din aval anterior. Ca tensiuni de referință sunt selectate 5V, 12V și 20V. Utilizarea 5V este esențială pentru compatibilitatea cu gama largă de periferice USB disponibile. 12V este tensiunea de alimentare standard pentru diferite componente ale sistemului. 20V este propus ținând cont de faptul că sursele externe de alimentare pentru 19-20V sunt folosite pentru a încărca bateriile majorității laptopurilor.
Câteva cuvinte despre cabluri!
Suportul complet al formatului descris în articol va necesita multă muncă nu numai de la programatori, ci și de la producătorii de electronice. Va fi necesară dezvoltarea și implementarea producției unui număr foarte mare de componente. Cele mai evidente sunt conectorii. Pentru a rezista la curenți mari ai tensiunii de alimentare, pentru a nu interfera cu transmiterea semnalelor de frecvență foarte înaltă și chiar astfel să nu eșueze după a doua conexiune și să nu cadă în cel mai inoportun moment, calitatea fabricării lor ar trebui să fie radical. mai mare în comparație cu formatul USB 2.Pentru a combina transmisia de putere mare și transmisia semnalului cu traficul gigabit, producătorii de cabluri vor trebui să muncească din greu.
Admirați cum arată o vedere în secțiune transversală a unui cablu potrivit pentru sarcina noastră.
Apropo, despre restricțiile privind lungimea cablurilor la utilizarea interfeței USB 3.1. Pentru a transfera date fără pierderi semnificative la viteze de până la 10 Gb/s (Gen 2), lungimea unui cablu cu conectori USB Type-C nu trebuie să depășească 1 metru, pentru o conexiune la viteze de până la 5 Gb/s (Gen 1). ) - 2 metri.
Proiectanții de circuite ai producătorilor de plăci de bază, stații de andocare și laptop-uri se vor încurca pentru o lungă perioadă de timp cum să genereze o putere de ordinul a sute de wați și trasoare, cum să o aducă la conectorul USB Type-C.
Producători de așchii la început scăzut.
Conexiunea simetrică și funcționarea liniilor de semnal în diferite moduri va necesita utilizarea de microcircuite de comutare de semnal de mare viteză. Astăzi au apărut deja primele rândunele. De exemplu, iată un comutator de la Texas Instruments, care acceptă lucrul în dispozitive atât în modul gazdă, cât și în modul slave. Este capabil să comute linii de perechi diferențiale cu frecvențe de semnal de până la 5 GHz.
Totodată, dimensiunile chipului HDC3SS460 sunt de 3,5 pe 5,5 mm iar în modul idle consumă un curent de aproximativ 1 microamperi. În modul activ, este mai mic de un miliamper. Există și soluții mai avansate, de exemplu, cipurile fabricate de NXP suportă cursuri de schimb de până la 10 GHz.
Au început să apară manageri de putere, combinați cu circuite pentru protejarea liniilor de semnal de statică, de exemplu, un astfel de produs de la NXP
Este conceput pentru a gestiona corect momentul conectării conectorului, precum și deschiderea circuitului de alimentare în caz de defecțiune. Acest cip suportă deja tensiune VBUS de până la 30 de volți, dar cu curentul maxim comutat, totul este mult mai rău - nu trebuie să depășească 1 amper, ceea ce este de înțeles având în vedere dimensiunile - 1,4 cu 1,7 mm!
Liderul incontestabil în acest domeniu a fost Cypress, care a lansat un microcontroler specializat cu un nucleu ARM Cortex M0 care acceptă toate cele cinci profiluri de putere posibile pentru standard.
O diagramă tipică de conectare pentru utilizare într-un laptop oferă o idee despre aceasta și vă puteți familiariza cu ea mai detaliat descărcând fișa de date.
Spre deosebire de cipul NXP, acesta se concentrează pe controlul întrerupătoarelor de alimentare externe și, prin urmare, poate asigura comutarea curenților și tensiunilor necesare, în ciuda dimensiunilor sale mici.
Atenție, O caracteristică importantă pentru cei care se grăbesc deja să comande primele mostre - microcontrolerul nu are interfață USB și nu este o soluție completă și completă. El poate servi doar ca manager de alimente. Momentan, este deschisă o precomandă pentru furnizarea de mostre și plăci demo. Soarta acestui microcontroler va depinde probabil în mare măsură dacă producătorul furnizează dezvoltatorilor biblioteci de referință pentru a-l folosi în diferite moduri.
Faptul că au fost deja create mai multe demokit-uri pentru el crește foarte mult probabilitatea acestuia din urmă.
Lift la Rai sau Turnul Babel.
Deci astăzi avem o situație complet revoluționară. Clasele superioare nu pot, iar clasele inferioare nu vor să trăiască în vechiul mod. Toată lumea s-a săturat de confuzia cu un număr mare de cabluri, încărcătoare, surse de alimentare și fiabilitatea lor scăzută.
Noul standard a generat o activitate fără precedent. Navele de vârf ale industriei electronice - Apple, Nokia, Asus se pregătesc să lanseze primele lor gadgeturi cu suport USB Type-C. Chinezii imprimă deja cabluri și adaptoare. Stațiile de andocare și hub-urile cu suport de sarcină de mare putere sunt pe drum. Producătorii de cipuri dezvoltă noi microcircuite și se gândesc la cum să înghesuie driverul pentru noul port în microcontroler. Marketerii decid unde să conecteze noul conector, iar inginerii își zgârie napii încercând să implementeze dispozitive multidisciplinare din componentele electronice existente.
Până acum, un singur lucru nu este clar. Ce vom obține ca rezultat? Un conector convenabil și de încredere, care va înlocui cea mai mare parte a interfețelor și va găsi uz de zi cu zi, sau pandemoniul babilonian, deoarece situația poate începe să se dezvolte conform scenariului nu cel mai favorabil:
Utilizatorii pot deveni complet confuzi de numeroasele specificații și cabluri care arată exact la fel, dar în același timp vor fi certificate doar pentru anumite profile. Încercați să vă dați seama din mers cu toate aceste marcaje.
Dar chiar dacă funcționează, este puțin probabil ca acest lucru să rezolve problema - chinezii, fără o strângere de conștiință, vor pune cu ușurință orice insignă pe orice cablu. Și, dacă este necesar, până la o grămadă de fiecare parte a unui cablu sunt diferite, nu vor fi confundate chiar dacă se exclud reciproc.
Piața va fi inundată de un număr incredibil de adaptoare de diferite calibre și de o calitate îndoielnică.
Încercând să conectați un dispozitiv la altul, nu veți ști niciodată la ce rezultat va duce acest proces și din cauza conexiunii fie este complet absentă, fie totul este teribil de erori. Fie unul dintre gadgeturi nu suportă profilul dorit, fie îl suportă, dar nu foarte corect, fie în loc de un cablu de înaltă calitate, a fost prins contrafăcutul său gros chinezesc. Ce vrei să faci dacă dintr-o dată singurul conector rămas de pe laptop se defectează?
Pana data viitoare.
P.S. Noul standard duce deja la dispozitive extrem de exotice. Așa a fost anunțat un cablu de 100 de metri, care nu pare să se încadreze în standarde. Ideea este că el este activ. La ambele capete, cablul are un convertor USB3 la optic. Semnalul este transmis prin optică și convertit înapoi la ieșire. Desigur, ele nu transmit energie, ci doar date. În acest caz, fiecare dintre convertoarele de la capetele sale este alimentat de la conectorul la care este conectat.
Cred că în curând, companiile care se respectă vor începe să introducă etichete active în cabluri pentru a confirma autenticitatea. Problema hub-ului va genera o activitate fără precedent în rândul dezvoltatorilor și producătorilor de convertoare DC-DC. După cum a menționat pe bună dreptate un utilizator respectat
