на 2024/08/12 1,225

USB-C Pinout та функції

USB-C або USB Type-C є головним прогресом у стандартах підключення, що пропонує швидкісну передачу даних та ефективну доставку електроенергії.Коли швидкість передачі даних досягає до 10 ГБ/с та потужностями до 100 Вт, USB-C швидко став універсальним стандартом для сучасних електронних пристроїв.Ця стандартизація спрощує з'єднання та значно покращує продуктивність у широкому діапазоні пристроїв, включаючи ноутбуки, смартфони та периферійні пристрої.Інтерфейс USB-C має багато функцій: зручний для користувачів оборотний роз'єм, підтримка декількох стандартів передачі даних та розширені переговори про доставку електроенергії.Кожна з цих особливостей сприяє універсальності та ефективності USB-C, що робить його ключовим елементом сучасної технології.Цей посібник досліджує специфіку та функції USB-C, пояснюючи технічні деталі та функціональність, що підтримують його широке використання та корисність.

Каталог

Малюнок 1: USB-C

Що таке USB-C?

USB-C, або USB Type-C-це сучасний стандарт підключення, який дозволяє високошвидкісну передачу даних та ефективну доставку потужності.Він підтримує швидкість передачі даних до 10 ГБ/с і може обробляти потоки потужності до 100 Вт.Ця універсальність робить USB-C універсальним стандартом для сучасних пристроїв, забезпеченням швидкого обміну даними та потужними можливостями зарядки.USB-C стали широко прийнятою на різних пристроях, включаючи ноутбуки, смартфони та периферійні пристрої, оскільки він спрощує з'єднання та підвищує продуктивність.

Особливості USB-C

Роз'ємний роз'єм

Роз'єм USB-C оснащений симетричним, переключеним дизайном, що робить його дуже зручним для користувачів.На відміну від старих USB-роз'ємів, які потребують певної орієнтації, вилку USB-C можна вставити в порт в будь-якому напрямку.Ця зміна робить процес з'єднання швидшим та зручнішим для користувачів.Крім того, зменшена потреба у численних спробах правильно вирівняти вилку, зменшує знос як на з'єднувачі, так і на порт, що допомагає продовжити їх тривалість життя.

Підтримка декількох стандартів

Інтерфейс USB-C підтримує різні стандарти USB та сторонні протоколи, що робить його всебічним рішенням для різноманітних потреб передачі даних та відеозаписів.USB-C підтримує USB 2.0 зі швидкістю передачі даних до 480 Мбіт / с для стандартних переказів файлів та периферійних з'єднань.Він також вміщує USB 3.0, що пропонує швидкість до 5 Гбіт / с для більш швидкої обробки даних.USB 3.1 Gen 2 покращує це далі, забезпечуючи швидкість до 10 Гбіт / с, ідеально підходить для редагування відео з високою роздільною здатністю та великих переказів файлів.

Універсальність USB-C поширюється на його підтримку альтернативного режиму, що дозволяє йому обробляти протоколи даних, що не належать до USB.Альтернативний режим DisplayPort Вмикає передачу відео та аудіосигналу, полегшуючи з'єднання з моніторами та телевізорами без окремих кабелів, впорядкування налаштувань з меншою кількістю проводів.Підтримка HDMI через USB-C дозволяє підключити до HDMI-пристроїв, таких як старі монітори та телевізори, забезпечуючи сумісність у різних технологіях дисплея.

Інтеграція Thunderbolt 3 з USB-C поєднує декілька протоколів даних та відображення, включаючи PCIE та DisplayPort, над одним кабелем.Це підтримує швидкісну передачу даних до 40 Гбіт / с та з'єднання на різні пристрої, від високопродуктивних зовнішніх накопичувачів до 4K дисплеїв, забезпечуючи найвищу продуктивність, не потребуючи окремих роз'ємів.USB-C також підтримує мобільне посилання високої чіткості (MHL), що дозволяє портативним пристроям підключатися до більших дисплеїв, таких як телевізори та проектори, що використовують існуючі роз'єми.Це корисно для мобільних пристроїв, що дозволяє збільшити екрани для презентацій або відтворення медіа без додаткових адаптерів або кабелів.

Переговори про доставку електроенергії

USB-C виділяється своєю здатністю доставляти багато сил пристроям, керованим за допомогою протоколу доставки потужності USB (PD).USB-C може постачати до 20 вольт і 5 ампер, що призводить до максимальної потужності 100 Вт.Це робить його придатним для зарядки більших пристроїв, таких як ноутбуки та планшети, а також менші пристрої, такі як смартфони.На відміну від старих стандартів з фіксованими вихідними потужностями, USB-C дозволяє проводити динамічні переговори про електроенергію, де пристрої спілкуються для вибору правильного рівня потужності.Це гарантує, що підключений пристрій отримує точну кількість необхідної потужності, покращуючи ефективність зарядки та запобігаючи перевантаженню.

Постачання потужності USB підтримує різні рівні напруги та поточного, що дозволяє пристроям малювати найбільш ефективну потужність відповідно до їх потреб.Наприклад, смартфон може знадобитися 5 В при 2a, тоді як ноутбук може знадобитися 20 В при 5А.Ця гнучкість робить USB-C пристосованою та оптимізує використання енергії, зменшуючи відходи та генерацію тепла.

Шпильки для посуду/плагінів USB

Малюнок 2: PLINS USB-C

USB-роз'єм Type-C має 24 штифти, які надають йому багато використання.Вісім шпильок обробляють передачу даних SuperSpeed, підтримуючи ставки до 10 Гбіт / с для швидкого обміну файлами.Чотири шпильки призначені для доставки електроенергії, що підтримує до 100 Вт, що дозволяє USB-C заряджати ноутбуки, живити зовнішні пристрої та передавати живлення між пристроями.Решта штифтів керують протоколами підключення, конфігурації та зв'язку, переконуючись, що роз'єм працює правильно і є гнучким у використанні.

USB 2.0 Диференціальні пари

D+ і D-штифти відіграють ключову роль у підключенні USB 2.0, що дозволяє передати дані між пристроями.У роз'ємі USB Type-C ці шпильки дублюються, з двома D+ шпильками та двома D-штифтами в посуді.Ця конструкція гарантує, що передача даних залишається послідовною незалежно від орієнтації вилки, зберігаючи оборотний характер з'єднувача.Незважаючи на те, що з цих шпильок є два набори, вони працюють як єдина пара для передачі даних USB 2.0, забезпечуючи надійне та ефективне спілкування між підключеними пристроями.Ця надмірність не тільки полегшує користувачів, але й забезпечує сильну цілісність даних під час переказів.

USB-C Plug Pinout

USB-C Plug служить стандартним інтерфейсом для багатьох електронних пристроїв, пропонуючи єдине та гнучке з'єднання.Шпильки VBUS (напруга), A1 і B1, є ключовими для доставки електроенергії.Спочатку встановлений при 5 В, напруга може збільшитися до 20 В або навіть 48 В за допомогою переговорів про доставку електроенергії (PD) з максимальним струмом 5А.Це дозволяє USB-C постачати до 240 Вт потужності, достатньо для зарядки більших пристроїв, таких як ноутбуки.Динамічне регулювання забезпечує підключені пристрої приймати правильну потужність на основі їх потреб.

D+ і D-штифти, A6, A7, B6 та B7 необхідні для високошвидкісної передачі даних, що підтримують стандарти USB, такі як USB 2.0, USB 3.0 та USB 3.1 Gen 2. Ці штифти забезпечують ефективну комунікацію між пристроямиВідповідно до різних стандартів USB, забезпечення високошвидкісної передачі даних та сумісності назад зі старими USB-версіями.

Штифти каналу конфігурації (CC), A5 і B5, є ключовими для зв'язку з пристроєм.Вони керують вимогами до живлення, визначають ролі пристрою (джерело живлення або мийка живлення) та налаштовують деталі з'єднання.Ці переговори допомагають оптимізувати доставку електроенергії та передачу даних.

Штифти використання бічної смуги (SBU), A2 та B2, рукоятка бічної смуги, що використовуються в сигналізації альтернативного режиму, що дозволяє USB-C підтримувати функції, що не належать до USB, такі як DisplayPort або HDMI.Це розширює функціональність роз'єму за межами стандартних можливостей USB, зменшуючи потребу в додаткових роз'ємах.

Штифти ідентичності (ідентифікатор), A4 та B4, виявляють орієнтацію кабельної пробки та ідентифікують аксесуари.Вони допомагають визначити, чи повинен пристрій діяти як джерело живлення чи мийки, забезпечуючи правильну роль живлення та дані для підключених пристроїв.Це покращує досвід користувачів, забезпечуючи належне з'єднання та експлуатацію незалежно від орієнтації на підключення.

Шпильки для землі (GND), A3 та B3, забезпечують необхідну ґрунту на землю для потужності та ліній даних, забезпечуючи стабільну та безпечну роботу роз'єму USB-C.Правильне заземлення запобігає електричним несправностям та підтримує передачу даних та цілісність доставки електроенергії.

Сили та наземні шпильки

Малюнок 3: Потужність і наземні шпильки

Штифти VBUS та GND є ключовими частинами системи доставки живлення USB Type-C.Штифт VBUS постачає живлення, тоді як штифт GND забезпечує зворотній шлях для електричних сигналів.За замовчуванням VBUS забезпечує 5 В, але шляхом переговорів між підключеними пристроями ця напруга може збільшуватися до 20 В, при цьому поточна ємність до 5А.Це дозволяє забезпечити доставку потужності до 100 Вт, що підходить для зарядки більших пристроїв, таких як ноутбуки.Можливість динамічно регулювати доставку потужності є ключовою особливістю USB Type-C, що задовольняє різні потреби в енергії.

Шпильки RX і TX

Рисунок 4: Плата UART Type-C

Штифти RX (прийому) та TX (передача) є ключовими для передачі даних у протоколах USB 3.0 та USB 3.1.Роз'єм USB Type-C має два набори диференціальних пар RX та TX, які ефективно обробляють високошвидкісну передачу даних.Проектна конструкція USB Type-C потребує мультиплексатора, щоб забезпечити належну маршрутизацію ліній даних незалежно від того, як вставляється штепсельна пошта, підтримуючи оборотний характер з'єднувача.Ці диференціальні пари також дозволяють альтернативному режиму, що дозволяє роз'єму USB-C працювати з іншими протоколами, такими як DisplayPort або HDMI для відео та аудіо-передачі.Вони також підтримують доставку електроенергії USB (USB PD), що дозволяє пристроям домовитись про потреби в енергетиці та доставляти до 100 Вт за зарядку та живлення великих пристроїв.

Шпильки CC1 та CC2

Малюнок 5: Функціональна модель для CC1 та CC2

Штифти конфігурації каналу (CC), CC1 та CC2, є ключовими частинами стандарту USB Type-C.Вони виявляють наявність та орієнтацію кабелю, забезпечуючи правильне вирівнювання, незалежно від того, як вставляється роз'єм.Ця функція дозволяє отримати оборотну орієнтацію на підключення, що полегшує користувачеві.Окрім виявлення орієнтації, штифти CC також інформують підключені пристрої про можливості живлення, доступні через з'єднання, що дозволяє ефективне управління живленням.Пристрої використовують цю інформацію для коригування їх споживання електроенергії на основі максимального струму, який може постачати порт USB.

Штифти CC також відіграють важливу роль у протоколі з доставки потужності USB (PD) та функціональності альтернативного режиму.Під час моніторингу рівнів напруги на цих шпильках пристрої домовляються про відповідні рівні потужності, необхідні для оптимальної роботи.Ця переговори підтримує більш високу доставку електроенергії, швидшу зарядку та можливість живлення більш вимогливих пристроїв.Штифти CC також допомагають встановити протоколи комунікації даних.Під час введення альтернативного режиму ці шпильки налаштовують підключення для підтримки різних типів даних, таких як відео або високошвидкісна передача даних, перебудовуючи інтерфейс USB Type-C.

Шпилька VConn

Штифт VCONN забезпечує живлення електронно позначених та активних кабелів, оснащених мікросхемами-драйверами або іншими електронними компонентами.Ці активні компоненти покращують якість сигналу та забезпечують достовірну передачу даних на більшій відстані або через складні шляхи маршрутизації.PIN -код VCONN забезпечує джерело живлення 5В, 1 Вт, що дозволяє їх працювати.Цей джерело живлення необхідне для кабелів, які підтримують високошвидкісну передачу даних та інші вдосконалені функції.Поставивши необхідну потужність цим компонентам, PIN -код VCONN забезпечує підтримку цілісності сигналу, зменшуючи ризик втрати або корупції.

Шпильки SBU1 та SBU2

Рисунок 6: Утиплацит типу USB (подання переднього виду)

Штифти SBU (Bideband), SBU1 та SBU2, розроблені для низькошвидкісних сигналів і відіграють ключову роль у універсальності USB Type-C.Ці шпильки в основному використовуються в альтернативному режимі, що дозволяє роз'єму USB Type-C для підтримки протоколів, які не є USB, такі як DisplayPort або HDMI.Використовуючи ці канали бічної смуги, роз'єм USB-C може нести різні типи даних, розширюючи його функціональність поза стандартними операціями USB.Ця підтримка мультипротоколу дозволяє пристроям використовувати один роз'єм USB-C для декількох типів з'єднання, спрощуючи конструкцію та зменшуючи кількість необхідних портів.

Постачання потужності USB

Малюнок 7: Постачання потужності USB

SB Power Power (PD)-це вдосконалена система, яка значно покращує використання з'єднувачів USB Type-C.Це дозволяє пристроям домовлятися та вибирати правильні рівні потужності через однопровідний зв'язок через лінію CC (конфігурація).Цей процес дозволяє пристроям регулювати рівні потужності, щоб відповідати їх конкретним потребам, роблячи USB-C більш гнучким та ефективним.USB PD працює, встановивши зв'язок між джерелом живлення та пристроєм.Це посилання використовується для обміну інформацією про потреби та можливості електроенергії.Після підключення пристрої використовують лінію CC для початку переговорного процесу, обмінюючись своїми профілями живлення, які включають детальну інформацію про напругу та поточні рівні, які вони можуть підтримувати.

Система підтримує широкий спектр рівнів потужності, від низької потужності для невеликих гаджетів до високої потужності для зарядки ноутбуків та інших пристроїв, що голодують над потужністю.Ця гнучкість досягається за допомогою заздалегідь визначених профілів потужності, які встановлюють стандартні рівні потужності.Наприклад, USB PD може доставляти живлення при різних напругах, таких як 5 В, 9В, 15 В та 20 В, при цьому рівні поточних коливань від 0,5А до 5А.Це означає, що один порт USB-C може ефективно зарядити смартфон, живити ноутбук або навіть накопичувати зовнішні дисплеї.Можливість регулювати рівні потужності на льоту особливо корисна для пристроїв, що працюють на батареї.Це гарантує, що пристрій отримує лише потрібну кількість потужності, запобігаючи перезарядню та зменшенню накопичення тепла, що може продовжити термін служби акумулятора та підвищити безпеку.Крім того, можливість забезпечення більш високих рівнів потужності дозволяє отримати швидший час зарядки, що робить його більш зручним для користувачів.

Окрім доставки електроенергії, система підтримує передачу даних, що дозволяє забезпечити живлення та обмін даними щодо одного і того ж з'єднання.Це робить USB PD ідеальним для сучасних пристроїв, які потребують як потужності, так і швидкісного підключення даних, таких як смартфони, планшети та ноутбуки.

Альтернативні режими

Малюнок 8: usb тип-c альтернативні режими

Підтримка usb Type-C для альтернативних режимів є однією з найбільш переконливих особливостей, що перетворює його на універсальний роз'єм, який може замінити кілька портів.Ця універсальність спрощує дизайн пристрою та підключення, консолідуючи різні інтерфейси в один порт USB-C.

Displayport

DisplayPort-один з головних альтернативних режимів, що підтримуються USB-C.Він призначений для передачі відео та аудіозапису з високою роздільною здатністю.Використовуючи DisplayPort над USB-C, пристрої можуть надсилати відео та аудіо сигналів на зовнішні дисплеї, такі як монітори та телевізори, не потребуючи окремого роз'єму DisplayPort.Цей режим підтримує роздільну здатність до 8 к та більш високих показників оновлення, що робить його ідеальним для додатків, які потребують високоякісної відео-виходу, включаючи ігри, редагування відео та професійний графічний дизайн.

Мобільне посилання високої чіткості (MHL)

Альтернативний режим мобільного рівня високої чіткості (MHL) дозволяє портативним пристроям, такими як смартфони та планшети підключатися до більших дисплеїв, таких як телевізори та проектори.MHL особливо корисний для передачі вмісту з мобільного пристрою на більший екран, забезпечуючи простий спосіб обміну відео, фотографіями та презентаціями.Використовуючи MHL над USB-C, виробники можуть видалити потребу в виділених портах HDMI на невеликих пристроях, зменшуючи кількість роз'ємів та заощадження місця.

Грім

Thunderbolt-це гнучкий інтерфейс, який поєднує кілька швидкісних протоколів передачі даних, включаючи PCI Express (PCIE) та DisplayPort, з можливостями доставки живлення.Thunderbolt над USB-C дозволяє дуже швидку швидкість передачі даних до 40 Гбіт / с, що ідеально підходить для вимогливих завдань, таких як редагування відео, великі передачі файлів та зовнішні з'єднання відеокарти.Можливість доставки живлення та даних за допомогою одного з'єднання Thunderbolt полегшує управління кабелями та покращення підключення.

HDMI

HDMI (мультимедійний інтерфейс високої чіткості)-ще один широко використовуваний інтерфейс, який можна підтримувати за допомогою альтернативного режиму USB-C.HDMI - це стандарт для перенесення відео та аудіо з вихідного пристрою на дисплей.Використовуючи HDMI над USB-C, пристрої можуть доставляти відео та аудіосигнали високої чіткості до телевізорів, моніторів та проекторів.Цей режим підтримує різні аудіо-формати, включаючи цифровий аудіовинук, що робить його придатним для систем домашнього кінотеатру та професійних аудіовізуальних налаштувань.

Переваги альтернативних режимів USB-C

Основна перевага альтернативних режимів USB-C-це поєднання декількох функцій в один гнучкий порт.Це спрощує пристрої, зменшуючи кількість необхідних портів, що дуже корисно для невеликих пристроїв, таких як ноутбуки, планшети та смартфони.Це також полегшує управління кабелем та зменшує загальну складність з'єднань пристроїв.Альтернативні режими збільшують гнучкість та корисність пристроїв, підтримуючи різні протоколи через один роз'єм.Користувачі можуть підключити свої пристрої до багатьох типів периферійних пристроїв, включаючи монітори, телевізори, проектори, пристрої для зберігання тощо, використовуючи той самий порт USB-C.

Розуміння ролей порту: DFP та DRP

Малюнок 9: DFP та DRP

Коли два пристрої з'єднуються через USB, один діє як хост (вниз за течією порту або DFP), а другий - як периферійне.Хорт керує з'єднанням і постачає живлення, тоді як периферійна використовує потужність і відповідає на запити хоста.Деякі пристрої, такі як мобільні телефони, мають подвійні рольові порти (DRP) і можуть перемикатися між тим, як бути хостом, і периферійною, залежно від підключеного пристрою.Ця здатність дозволяє телефону діяти як хост, коли підключається до периферійного, як USB -накопичувач, або як периферійне при підключенні до комп'ютера.

Висновок

На закінчення, сильна конструкція та розширені функції USB-C зробили його найкращим вибором для підключення сучасної електроніки.Його роз'ємний роз'єм робить його простим у використанні та зменшує знос, збільшуючи довговічність та надійність з'єднань.USB-C підтримує декілька стандартів, включаючи USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 Gen 2 та альтернативні режими, такі як DisplayPort, HDMI та Thunderbolt, підкреслюючи його універсальність.Ця підтримка дозволяє USB-C керувати різними завданнями передачі даних та доставки живлення за допомогою одного, ефективного інтерфейсу.Протокол надання потужності USB додатково підвищує функціональність USB-C, дозволяючи пристроям домовлятися про рівні потужності для оптимальної зарядки та управління електроенергією в багатьох типах пристроїв.Детальна конструкція вишкриття, включаючи ролі VBUS, GND, RX, TX, CC та SBU, забезпечує швидку передачу даних, надійну доставку електроенергії та підтримку вдосконалених функцій, таких як альтернативні режими та USB PD.Гнучкий і всебічний характер USB-C забезпечує його актуальним у постійно мінливому світі електронних пристроїв.Розуміння цих деталей допомагає повністю оцінити технологічні інновації, які USB-C приносить сучасні рішення щодо зв’язку.

Часті запитання [FAQ]

1. Які різні дроти в кабелі USB-C?

Кабель USB-C містить кілька різних проводів, кожен з яких обслуговує певну мету.Сюди входять дроти VBUS для доставки живлення, заземлення (GND) дроти для зворотних шляхів, диференціальні пари (D+ та D-) для передачі даних USB 2.0, диференціальні пари SuperSpeed ​​(RX та TX) для USB 3.0 та більш високі швидкості даних, канал конфігурації (канал конфігурації (CC) Дроти для виявлення та управління протоколами подачі живлення та даних, проводів бічної смуги (SBU) для альтернативних режимів, таких як DisplayPort або HDMI, та VCONN проводів для живлення активних кабелів із вбудованою електронікою.

2. Які частини роз'єму USB-C?

Роз'єм USB-C має 24 штифти, розташовані в два рядки 12. Основні деталі включають штифти VBUS для доставки електроенергії, GND-штифти для заземлення, диференціальних пар (D+ та D-) для даних USB 2.0, диференціальні пари SuperSpeed ​​(RX та TX)Для USB 3.0 та більш високої швидкості даних, штифти CC для конфігурації та управління живленням, штифти SBU для сигналізації альтернативного режиму та штифти VCONN для живлення активних кабелів.Симетрична конструкція роз'єму дозволяє його підключити в будь -якому випадку, завдяки дзеркальному розташуванню цих шпильок.

3. Чи всі кабелі USB-C однакові?

Ні, не всі кабелі USB-C однакові.Вони відрізняються своїми здібностями, такими як швидкість передачі даних, ємність доставки електроенергії та підтримка альтернативних режимів.Деякі кабелі USB-C розроблені лише для зарядки та мають обмежену швидкість передачі даних, а інші можуть обробляти високошвидкісні передачі даних до 40 Гбіт / с із підтримкою Thunderbolt 3.Аналогічно, не всі кабелі можуть підтримувати повну потужність доставки потужності 100 Вт.Розумно перевірити специфікації кабелю USB-C, щоб переконатися, що він відповідає потребам вашого конкретного випадку використання.

4. Що таке символ D на порту USB-C?

Символ D на порту USB-C зазвичай вказує на те, що порт підтримує швидкість передачі даних USB 2.0, показуючи наявність ліній D+ та D-диференціальних пар для цього стандарту.Це маркування допомагає користувачам знати, що порт може обробляти базову передачу та зарядку даних, але не може підтримувати більш високі показники даних, пов'язані з USB 3.0 або вище.

5. Яка максимальна напруга для USB-C?

Максимальна напруга для USB-C-20 вольт.Це досягається за допомогою протоколу доставки потужності USB (PD), який дозволяє гнучким управлінням живленням між пристроями.Специфікація USB PD підтримує до 20 В та 5А, що призводить до максимальної подачі потужності 100 Вт.Ця здатність робить USB-C придатною для зарядки широкого спектру пристроїв-від смартфонів до ноутбуків.

USB-C, USB Type-C, стандарт підключення, високошвидкісна передача даних, доставка електроенергії, універсальний стандарт, електронні пристрої, оборотний роз'єм, стандарти передачі даних, переговори про доставку живлення, вишук, USB доставка живлення, альтернативні режими, ролі порту, DFP, DRP, передача даних SuperSpeed, протокол доставки живлення, альтернативний режим, DisplayPort, HDMI, Thunderbolt, мобільний посилання високої чіткості, MHL, VBUS, RX та TX PINS, Configuration Channel Channel Channel, Шпильки CC, використання бічної смуги, штифти SBU, USB PD, USB 3.0, USB 3.1 Gen 2, роз'ємний роз'єм, підтримка декількох стандартів, редагування відео з високою роздільною здатністю, зарядка пристрою, цілісність даних, мультиплексор, електронні компоненти, якість сигналу, втрата данихПрофілактика, USB-C Pinout, диференціальні пари, сумісність пристрою, високошвидкісне підключення, сучасна технологія, ефективна зарядка, управління пристроями, управління живленням, специфікації кабелю, функціональність USB-C, розширені функції