만능 해석의 USB 타입-C 지식

USB 데이터 케이블은 선 플러스 2 개의 머리, 간단한, 하지만 간단 하 고 작은 데이터 라인, 숨겨진된 많은 지식, 알지 못할 수도 있습니다을 상상 하지 않았다 고USB 타입-C그것을 밖으로 설정 되어 그것은 그것을 볼 수 없습니다 분명 하지 않다.


USB 타입 C 커넥터 USB 장치를 연결 해의 문제를 줄일 수 있습니다 및 USB 타입-C는 또한 다음 기술 지원: 데이터 최고 10Gbit / s USB3.1 사양, 100W 최대 전력 출력, 오디오 멀티플렉싱 및 비디오 신호와 같은 모드 디스플레이 또는 MHL 등.

업계 다루고 있지만 수십 년, 하지만-C 연결의 실현에 대 한 USB는 여전히 많은 새로운 도전 제공 합니다. 예를 들어, 10 Gbit에서 동작할 때 / s, 데이터 라인에 전압 스윙 이다 보다는 더 적은. 디자이너 입력된 신호를 연결 된 수신기의 물리 계층 (PHY)에 이퀄라이저를 구현 해야 합니다. 이 경우에, 신호의 눈에 "눈" 실질적으로 폐쇄 필요한 이퀄라이제이션은 "눈", 동시에 오픈 하는 데 필요한, 디스플레이 신호 로직 1 또는 로직 0 나타냅니다.

여전히 많은 다른 도전이 있다 USB3.1 사양 10 Gbit의 전체 데이터 속도에서 작동 하는 경우에 특히 타입-C 연결을 구현할 때 / s.

USB 타입-C 소개:

1, 초박형

얇은 바디 얇은 포트, USB C 밝혀 이유 중 하나는 필요 합니다. USB-포트 길이 0.83 ㎝, 폭 0.26 cm. 오래 된 USB 포트는 길이 1.4 m와 0.65 cm 넓은. 이 또한 C USB 데이터 케이블의 끝 것입니다 표준 USB A 데이터 케이블 플러그의 크기의 1 / 3를 된다는 것을 의미 합니다.

2, 더 긍정적이 고 부정적인

애플의 번개 인터페이스 처럼 C USB 포트는 앞면과 뒷면으로 동일 합니다. 즉, 삽입 하는 방법에 상관 없이이 포트는 올바른입니다. 사용자가 긍정적이 고 부정적인 문제에 대 한 가져온 전통적인 USB 포트에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

3, 빠른

이론적으로, C USB 포트는 초당 10 기가바이트의 최대 전송 속도. 하지만 애플은 새로운 맥북 USB-C 포트 최대 전송 속도 5Gbps의. 최대 출력 전압은 20 볼트, 충전 시간을 단축 수 있습니다. USB-A 유형, 지금까지도 전송 속도 5Gbps, 5 볼트의 출력 전압의.

4, 다양 한

새로운 맥북의 USB-포트는 데이터를 전송할 수 있습니다 외부 디스플레이 장치를 연결 하는 비디오 출력 포트로 충전. 유일한 문제는 어떻게 애플 충족 사용자가 동시에이 세 가지를 해야 합니다.

5, 양방향

오래 된 USB 포트와 달리 USB 타입-C, 전원 단방향 전송만, USB-C 포트 송전은 양방향, 즉 두 전송 전력 모드를 가질 수 있습니다. 따라서, 사용자가 사용할 수 없습니다만 노트북 모바일 장치를 충전, 충전을 다른 장치 또는 노트북에 대 한 모바일 전원 사용할 수도 있습니다.

6, 이전 버전과 호환

USB-C 이전 USB 표준과 호환 될 수 있지만 사용자가 호환성을 완료 하는 추가 어댑터를 구입 해야. 애플 뿐만 아니라 애플 어댑터를 판매할 예정 이다, 제 3 자 회사 또한 생산 허가 했다.

USB 타입-C를 개발할 때 해결 해야 하는 문제는 무엇입니까?

1, 재고해 PHY

예를 들어 커넥터의 긍정적이 고 부정적인 플러그인 기능 물리 계층의 구현에 개축 될 필요가 있다. USB 2.0 데이터 속도에서 실행 하는 경우 디자이너는 커넥터를 연결 하는 방법을 나타내는 물리적 계층에 두 개의 데이터 경로 짧은 연결을 저항 한 쌍을 사용할 수 있습니다. 낮은 속도로 USB 2.0 데이터, 물리 계층 단락된 데이터 경로 의해 발생 되는 반사를 처리 하기 위해 충분 한 성능 차이 있습니다.

USB3.0 및 USB3.1 데이터 전송률에 대 한 디자이너는 더 높은 요금을 처리 하기 위해 두 개의 데이터 경로 구현 해야 합니다. 방향으로 커넥터를 통해 시스템이 데이터 경로에 연결 하 고 다른 방향에서 다른 데이터 경로에 연결 시스템.  듀얼 데이터 경로가 필요 때문에, 5Gbit에 전송할 때 / s와 10Gbit / s 데이터 전송률, 데이터 경로 통해 짧은 패스의 방향 데이터 뜨 너무 많은 신호 반사를 일으킬 것입니다.

디자이너는 문제를 해결 하는 방법을 결정 해야 합니다. 2 개의 물리적 층, 각각 물리 계층을 사용 하 여 하나의 솔루션이입니다. 듀얼 물리 계층 솔루션의 단점은 그것은 두 개의 스피드 데이터 경로 두 개의 고속 데이터 경로, 구현 추가 영역의 20% ~ 25% 걸리고 회로 위상 동기 루프 (PLL)의 두 세트와 전원, 접지 및 데이터 핀의 2 세트를 요구 한다. 최종 결과 고속 데이터 시스템 소유 경로 하나 실제의 요구 보다 더 많은.

보다 효율적인 구현 두 스피드 데이터 경로, 고속 데이터 경로, 위상 링 회로의 세트 및 전원, 접지 및 데이터 핀의 세트 USB 타입-C 사양에 대 한 최적화 된 물리 계층의 사용 이다.

디자이너의 선택은 그들의 최종 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 비용에 민감한 시장 지역에 저장을 선택한 칩 추가 고속 데이터 경로 제거 하 고 최대 40%까지 핀의 수를 감소에 의해 달성 될 수 있다.

2, USB 타입-C 신호

USB 타입-C를 구현 하는 두 번째 과제는 24 핀 커넥터에 필요한 신호 복잡성 이다. USB 타입-C 사양 구성 채널 (CC) 신호 및 전원 출력 (PD) 신호 커넥터의 방향 같은 매개 변수를 정의 얼마나 많은 전력을 그것은 유형 C 포트 및 커넥터에 연결 하는 전선의 수를 지정 합니다. 오디오 및 비디오와 스위치 모드에서.

추가 논리에 필요한 신호를 출력 전력 채널 신호 구성을 지 원하는 하는 동안: 전원 출력 메시지 컨트롤러 및 구성 채널 논리. 디자인 챌린지의 일부를 그 당시 신호 조합에 따라 다른 전압에서 발생할 수 있는 두 개의 신호를 다루는입니다.

유형 C 사양 또한 USB가 개념을 제거 하지만 대신 이중 역할 포트 개념을 걸립니다. USB 이동 장치 또는 호스트 포트가 사용 되는지 여부를 나타내는 신호 방법입니다. On-The-이동 프로토콜 ID 핀을 사용 하 여 포트는 마스터 또는 직장; 장치 역할 여부 신호 그러나, 유형 C는 없습니다이 신호 이므로 전원 출력 메시지를 사용 하 여,이 작업을 수행 하는 데 필요한 추가 합병증을 달성 하기 위해 PD 신호를 만드는.

3, 조직의 문제

타입 C 커넥터 보다 편리한 생활, USB 사용자를 만들 수 있습니다 하지만 비용은 디자이너의 작품을 더 복잡해 집니다. 디자이너는 어느 USB 2.0을 지원 하 고 싶은지, 3.0 또는 3.1, 어떻게 핸들 전원 출력, 및 오디오 및 비디오 전환 모드 지원 여부를 결정 해야 합니다.

USB 타입-C 구현 또한 시스템 영향을 미칠 것입니다. 예를 들어 SoC 전원 출력 기능을 지원 하고자 하는 경우 디자이너는 모든 관련 보안 조건을 충족 하는 외부 전력 관리 칩을 사용 하 여 선택할 수 있습니다. 즉 전원 출력을 분할 하 고 채널 로직, 아마도 물리 계층 및 별도 전원 관리 칩, 또는 주요 시스템 CPU와 전용된 외부 마이크로컨트롤러를 구성 합니다.

Synopsys의 포괄적인 USB 컨트롤러와 물리 계층 IP 포트폴리오 3000 개 이상의 USB 디자인 성공적으로 채택 하 고 약 3 십억 제공 장치와 검증 되었습니다. 이것은 깊이 하 고 간단 디자인 경험 USB3.1 물리 계층 IP 타입 C 커넥터 및 지원 도구와 검증 환경-C 기능-을 구현 하는 데 필요한 사용 하기 위해 최적화 된 개발을 가능 하 게이 디자이너의 작품은 쉽게입니다.

4, "선"의 문제

이외에 USB 데이터를 전송 하지만 공급 전원의 수단으로도 사용할 수 있습니다. 초기 USB 표준 없기 때문에 그것은 전원 공급 용량, 그래서 USB 1.0 및 2.0 전원 공급 용량 2.5 w로 제한 됩니다 (0.5 a / 5v). 비록 이것이 휴대 전화 및 다른 작은 전자 장치를 공급 충분 하지만 외장 드라이브, 그것이 명확 하 게 충분 하지. USB 3.0 되 고, 최대 4.5 w의 그것의 공급 가치에와 서 (0.9 a / 5v).

USB 3.1 표준 USB 타입-C 인터페이스에서 전원 공급 용량이 20V의 최대에 도달할 수 / 5A는 100w, 휴대 전화 충전의 요구 사항을 충족 뿐만 아니라 평면 패널 장비 및 컴퓨터에 맞게 충전 요구; 또한, 전원 공급 용량을 제거할 수 있습니다 또한 다른 전원 공급 장치 문제를 연결 하는 외부 장비 필요의 다른 높은 전력 소비.

또한, USB 타입-C 전원 공급 장치에 대 한 몇 가지 문제가 있다. 좋은 그리고 부족 있다. 좋은 소식은 그 USB PD 2.0 표준 전원 노트북 또는 태블릿 미래에 직접, 스마트폰 모바일 전원으로 사용할 수 있도록 하는 동안.

반면에 나쁜 소식은 소위 만능 USB 케이블 밖으로 나와,이 케이블 케이블에 대 한 정보를 포함 하는 특별 한 칩을 구축할 필요가 있다. 모든 기능을 갖춘 USB 케이블 1.5 a의 전류를 5v를 견딜 수 하 고이 케이블 보다 훨씬 더 평범한 USB 케이블 비용