USB-C - USB-C
Modelo | Áudio / vídeo / conector de dados / alimentação digital | ||
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História de produção | |||
Designer | Fórum de implementadores de USB | ||
Projetado | 11 de agosto de 2014 (publicado) | ||
Especificações Gerais | |||
Alfinetes | 24 |
USB-C (formalmente conhecido como USB Type-C ) é um sistema de conector USB de 24 pinos com um conector rotacionalmente simétrico .
A especificação USB Type-C 1.0 foi publicada pelo USB Implementers Forum (USB-IF) e foi finalizada em agosto de 2014. Ela foi desenvolvida quase ao mesmo tempo que a especificação USB 3.1 . Em julho de 2016, foi adotado pela IEC como "IEC 62680-1-3".
Um dispositivo com um conector Tipo-C não necessariamente implementa USB, entrega de energia USB ou qualquer modo alternativo : o conector Tipo-C é comum a várias tecnologias, embora exija apenas algumas delas.
USB 3.2 , lançado em setembro de 2017, substitui o padrão USB 3.1. Ele preserva os modos de dados USB 3.1 SuperSpeed e SuperSpeed + existentes e introduz dois novos modos de transferência SuperSpeed + no conector USB-C usando operação em duas vias, com taxas de dados de 10 e 20 Gbit / s (1 e ~ 2,4 GB / s).
USB4 , lançado em 2019, é o primeiro padrão de protocolo de transferência USB disponível apenas via USB-C.
Visão geral
Os cabos USB-C interconectam hosts e dispositivos, substituindo vários outros cabos e conectores elétricos, incluindo USB-A e USB-B , HDMI , DisplayPort e conectores de áudio de 3,5 mm .
Nome
USB Type-C e USB-C são marcas comerciais da USB Implementers Forum.
Conectores
O conector de dupla face de 24 pinos é ligeiramente maior do que o conector micro-B , com uma porta USB-C medindo 8,4 milímetros (0,33 pol.) De largura, 2,6 milímetros (0,10 pol.) De altura e 6,65 milímetros (0,262 pol.) De profundidade. Existem dois tipos ( gêneros ) de conectores, fêmea (receptáculo) e macho (plugue).
Os plugues são encontrados em cabos e adaptadores. Os receptáculos são encontrados em dispositivos e adaptadores.
Cabos
Os cabos USB 3.1 são considerados cabos USB-C completos. Eles são cabos marcados eletronicamente que contêm um chip com uma função de ID baseada no canal de configuração e mensagens definidas pelo fornecedor (VDM) da especificação USB Power Delivery 2.0 . O comprimento do cabo deve ser ≤2 m para Gen 1 ou ≤1 m para Gen 2. O chip de ID eletrônico fornece informações sobre o produto / fornecedor, conectores de cabo, protocolo de sinalização USB (2.0, Gen 1, Gen 2), construção passiva / ativa, uso de energia V CONN , corrente V BUS disponível , latência, direcionalidade RX / TX, modo de controlador SOP e versão de hardware / firmware.
Os cabos USB-C que não têm pares SuperSpeed blindados, pinos de uso de banda lateral ou fios adicionais para linhas de energia podem ter comprimento de cabo aumentado, até 4 m. Esses cabos USB-C suportam apenas velocidades 2.0 e não suportam modos alternativos.
Todos os cabos USB-C devem ser capazes de transportar uma corrente mínima de 3 A (a 20 V, 60 W), mas também pode transportar uma corrente de 5 A de alta potência (a 20 V, 100 W). Os cabos USB-C para USB-C que suportam corrente 5A devem conter chips e-marker (também comercializados como chips E-Mark) programados para identificar o cabo e seus recursos atuais. As portas de carregamento USB também devem ser claramente marcadas com a potência em watts.
Cabos USB-C com recursos completos que implementam USB 3.1 Gen 2 podem lidar com taxa de dados de até 10 Gbit / s em full duplex. Eles são marcados com o logotipo SuperSpeed + (SuperSpeed 10 Gbit / s). Existem também cabos que podem transportar apenas USB 2.0 com taxa de dados de até 480 Mbit / s. Existem programas de certificação USB-IF disponíveis para produtos USB-C e os usuários finais são recomendados para usar cabos certificados USB-IF.
Dispositivos
Os dispositivos podem ser hosts (com uma porta voltada para jusante, DFP) ou periféricos (com uma porta voltada para cima, UFP). Alguns, como telefones celulares , podem assumir qualquer uma das funções, dependendo do tipo detectado na outra extremidade. Esses tipos de portas são chamados de portas Dual-Role-Data (DRD), que eram conhecidas como USB On-The-Go na especificação anterior. Quando dois desses dispositivos estão conectados, as funções são atribuídas aleatoriamente, mas uma troca pode ser comandada de qualquer uma das extremidades, embora existam métodos opcionais de detecção de caminho e função que permitiriam aos dispositivos selecionar uma preferência para uma função específica. Além disso, os dispositivos de função dupla que implementam o USB Power Delivery podem trocar dados e funções de energia de forma independente e dinâmica usando os processos Data Role Swap ou Power Role Swap. Isso permite aplicativos de hub ou estação de acoplamento carregados, em que o dispositivo USB-C atua como um host de dados USB enquanto atua como um consumidor de energia em vez de uma fonte.
Os dispositivos USB-C podem opcionalmente fornecer ou consumir correntes de energia de barramento de 1,5 A e 3,0 A (a 5 V), além do fornecimento de energia de barramento de linha de base; as fontes de alimentação podem anunciar aumento de corrente USB por meio do canal de configuração ou podem implementar a especificação de entrega de energia USB completa usando a linha de configuração com código BMC e a linha V BUS com código BFSK legado .
Conectar um dispositivo mais antigo a um host com um receptáculo USB-C requer um cabo ou adaptador com um plugue ou receptáculo USB-A ou USB-B em uma extremidade e um plugue USB-C na outra. Adaptadores antigos (ou seja, adaptadores com um plugue USB-A ou USB-B [macho]) com um receptáculo USB-C [fêmea] "não são definidos ou permitidos" pela especificação porque podem criar cabos "muitos inválidos e potencialmente inseguros" combinações.
Modos
Modo de acessório do adaptador de áudio
Um dispositivo com uma porta USB-C pode suportar fones de ouvido analógicos por meio de um adaptador de áudio com um conector de 3,5 mm, fornecendo quatro conexões de áudio analógico padrão (Esquerda, Direita, Microfone e Terra). O adaptador de áudio pode incluir opcionalmente uma porta de carregamento USB-C para permitir o carregamento do dispositivo de 500 mA. A especificação de engenharia afirma que um fone de ouvido analógico não deve usar um plugue USB-C em vez de um plugue de 3,5 mm. Em outras palavras, fones de ouvido com um plugue USB-C sempre devem oferecer suporte a áudio digital (e opcionalmente o modo acessório).
Os sinais analógicos usam os pares diferenciais USB 2.0 (Dp e Dn para direita e esquerda) e as duas bandas laterais usam pares para Mic e GND. A presença do acessório de áudio é sinalizada através do canal de configuração e V CONN .
Modo Alternativo
Um modo alternativo dedica alguns dos fios físicos em um cabo USB-C 3.1 para transmissão direta de dispositivo para host de protocolos de dados alternativos. As quatro pistas de alta velocidade, dois pinos de banda lateral e (apenas para aplicações de encaixe, dispositivo removível e cabo permanente) dois pinos de dados USB 2.0 e um pino de configuração podem ser usados para transmissão de modo alternativo. Os modos são configurados usando mensagens definidas pelo fornecedor (VDM) por meio do canal de configuração.
Especificações
Cabo USB tipo C e especificações do conector
A especificação USB Type-C 1.0 foi publicada pelo USB Implementers Forum (USB-IF) e foi finalizada em agosto de 2014.
Ele define os requisitos para cabos e conectores.
- Rev 1.1 foi publicado 03-04-2015
- Rev 1.2 foi publicado em 25/03/2016
- Rev 1.3 foi publicado em 14-07-2017
- Rev 1.4 foi publicado em 29/03/2019
- Rev 2.0 foi publicado em 29/08/2019
- Rev 2.1 foi publicado em 2021-05-25 ( USB PD - Faixa de potência estendida - 48 V - 5 A - 240 W )
Adoção como especificação IEC:
- IEC 62680-1-3: 2016 (2016-08-17, edição 1.0) "Interfaces de barramento serial universal para dados e energia - Parte 1-3: Interfaces de barramento serial universal - Componentes comuns - cabo USB tipo C e especificação de conector"
- IEC 62680-1-3: 2017 (25/09/2017, edição 2.0) "Interfaces de barramento serial universal para dados e energia - Parte 1-3: Componentes comuns - Cabo USB tipo C e especificação de conector"
- IEC 62680-1-3: 2018 (2018-05-24, edição 3.0) "Interfaces de barramento serial universal para dados e energia - Parte 1-3: Componentes comuns - Cabo USB tipo C e especificação do conector"
Receptáculos
O receptáculo possui quatro pinos de alimentação e quatro pinos de aterramento, dois pares diferenciais para dados USB de alta velocidade (embora estejam conectados em dispositivos), quatro pares diferenciais blindados para dados SuperSpeed aprimorados (dois pares de transmissão e dois de recepção), uso de duas bandas laterais ( SBU) pinos e dois pinos do canal de configuração (CC).
Alfinete | Nome | Descrição |
---|---|---|
A1 | GND | Retorno ao solo |
A2 | SSTXp1 | Par de diferencial SuperSpeed # 1, TX, positivo |
A3 | SSTXn1 | Par diferencial SuperSpeed # 1, TX, negativo |
A4 | V BUS | Potência do ônibus |
A5 | CC1 | Canal de configuração |
A6 | Dp1 | Par diferencial USB 2.0, posição 1, positivo |
A7 | Dn1 | Par diferencial USB 2.0, posição 1, negativo |
A8 | SBU1 | Uso de banda lateral (SBU) |
A9 | V BUS | Potência do ônibus |
A10 | SSRXn2 | Par de diferencial SuperSpeed # 4, RX, negativo |
A11 | SSRXp2 | Par de diferencial SuperSpeed # 4, RX, positivo |
A12 | GND | Retorno ao solo |
Alfinete | Nome | Descrição |
---|---|---|
B12 | GND | Retorno ao solo |
B11 | SSRXp1 | Par de diferencial SuperSpeed # 2, RX, positivo |
B10 | SSRXn1 | Par de diferencial SuperSpeed # 2, RX, negativo |
B9 | V BUS | Potência do ônibus |
B8 | SBU2 | Uso de banda lateral (SBU) |
B7 | Dn2 | Par diferencial USB 2.0, posição 2, negativo |
B6 | Dp2 | Par diferencial USB 2.0, posição 2, positivo |
B5 | CC2 | Canal de configuração |
B4 | V BUS | Potência do ônibus |
B3 | SSTXn2 | Par diferencial SuperSpeed # 3, TX, negativo |
B2 | SSTXp2 | Par diferencial SuperSpeed # 3, TX, positivo |
B1 | GND | Retorno ao solo |
Plugues
O conector macho (plugue) tem apenas um par diferencial de alta velocidade, e um dos pinos CC (CC2) é substituído por V CONN , para alimentar eletrônicos opcionais no cabo, e o outro é usado para realmente transportar o Canal de Configuração ( CC) sinais. Esses sinais são usados para determinar a orientação do cabo, bem como para transportar comunicações USB Power Delivery .
Cabos
Plugue 1, USB tipo C | Cabo USB tipo C | Plugue 2, USB tipo C | ||||||
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Alfinete | Nome | Cor do fio | Não | Nome | Descrição | 2.0 | Alfinete | Nome |
Concha | Escudo | Trança | Trança | Escudo | Trança externa de cabo | ✓ | Concha | Escudo |
A1, B12, B1, A12 |
GND | Estanhado | 1 | GND_PWRrt1 | Terra para retorno de energia | ✓ | A1, B12, B1, A12 |
GND |
16 | GND_PWRrt2 | ✗ | ||||||
A4, B9, B4, A9 |
V BUS | vermelho | 2 | PWR_V BUS 1 | Potência do barramento V | ✓ | A4, B9, B4, A9 |
V BUS |
17 | PWR_V BUS 2 | ✗ | ||||||
B5 | V CONN | Amarelo |
18 | PWR_V CONN | V CONN power, para cabos energizados | ✓ | B5 | V CONN |
A5 | CC | Azul | 3 | CC | Canal de configuração | ✓ | A5 | CC |
A6 | Dp1 | Verde | 4 | UTP_Dp | Par trançado não blindado, positivo | ✓ | A6 | Dp1 |
A7 | Dn1 | Branco | 5 | UTP_Dn | Par trançado sem blindagem, negativo | ✓ | A7 | Dn1 |
A8 | SBU1 | vermelho | 14 | SBU_A | Uso de banda lateral A | ✗ | B8 | SBU2 |
B8 | SBU2 | Preto | 15 | SBU_B | Uso de banda lateral B | ✗ | A8 | SBU1 |
A2 | SSTXp1 | Amarelo | 6 | SDPp1 | Par diferencial blindado # 1, positivo | ✗ | B11 | SSRXp1 |
A3 | SSTXn1 | marrom | 7 | SDPn1 | Par diferencial blindado # 1, negativo | ✗ | B10 | SSRXn1 |
B11 | SSRXp1 | Verde | 8 | SDPp2 | Par diferencial blindado # 2, positivo | ✗ | A2 | SSTXp1 |
B10 | SSRXn1 | laranja | 9 | SDPn2 | Par diferencial blindado # 2, negativo | ✗ | A3 | SSTXn1 |
B2 | SSTXp2 | Branco | 10 | SDPp3 | Par diferencial blindado # 3, positivo | ✗ | A11 | SSRXp2 |
B3 | SSTXn2 | Preto | 11 | SDPn3 | Par diferencial blindado # 3, negativo | ✗ | A10 | SSRXn2 |
A11 | SSRXp2 | vermelho | 12 | SDPp4 | Par diferencial blindado # 4, positivo | ✗ | B2 | SSTXp2 |
A10 | SSRXn2 | Azul | 13 | SDPn4 | Par diferencial blindado # 4, negativo | ✗ | B3 | SSTXn2 |
Especificações USB-IF relacionadas
- Especificação do conector de travamento USB tipo C
- A especificação do conector de travamento USB Type-C foi publicada 09/03/2016. Ele define os requisitos mecânicos para conectores de plugue USB-C e as diretrizes para a configuração de montagem do receptáculo USB-C para fornecer um mecanismo de travamento de parafuso padronizado para conectores e cabos USB-C.
- Especificação de interface de controlador de porta USB tipo C
- A especificação da interface do controlador de porta USB Type-C foi publicada em 01-10-2017. Ele define uma interface comum de um gerenciador de porta USB-C para um controlador de porta USB-C simples.
- Especificação de autenticação USB tipo C
- Adotado como especificação IEC: IEC 62680-1-4: 2018 (2018-04-10) "Interfaces de barramento serial universal para dados e energia - Parte 1-4: Componentes comuns - Especificação de autenticação USB tipo C"
- Especificação de classe de dispositivo para outdoor USB 2.0
- A classe de dispositivo Billboard USB 2.0 é definida para comunicar os detalhes dos modos alternativos suportados ao sistema operacional host do computador. Ele fornece cadeias de caracteres legíveis pelo usuário com descrição do produto e informações de suporte ao usuário. As mensagens do quadro de avisos podem ser usadas para identificar conexões incompatíveis feitas por usuários. Eles não são obrigados a negociar os modos alternativos e só aparecem quando a negociação falha entre o host (origem) e o dispositivo (coletor).
- Especificação de dispositivo de áudio USB classe 3.0
- Dispositivo de áudio USB Classe 3.0 define fones de ouvido de áudio digital com um plugue USB-C. O padrão suporta a transferência de sinais de áudio digital e analógico pela porta USB.
- Especificação de entrega de energia USB
- Embora não seja necessário que dispositivos compatíveis com USB-C implementem o USB Power Delivery, para portas USB-C DRP / DRD (Dual-Role-Power / Data), o USB Power Delivery apresenta comandos para alterar a alimentação de uma porta ou função de dados após o funções foram estabelecidas quando uma conexão é feita.
- Especificação USB 3.2
- USB 3.2 , lançado em setembro de 2017, substitui o padrão USB 3.1. Ele preserva os modos de dados USB 3.1 SuperSpeed e SuperSpeed + existentes e apresenta dois novos modos de transferência SuperSpeed + no conector USB-C usando operação em duas vias, dobrando as taxas de dados para 10 e 20 Gbit / s (1 e ~ 2,4 GB / s).
- Especificação USB4
- A especificação USB4 lançada em 2019 é a primeira especificação de transferência de dados USB a exigir conectores USB-C.
Especificações de parceiro de modo alternativo
A partir de 2018, existem cinco especificações de parceiro do modo alternativo definidas pelo sistema. Além disso, os fornecedores podem oferecer suporte a modos proprietários para uso em soluções de encaixe. Os modos alternativos são opcionais; Os recursos e dispositivos Tipo C não são necessários para oferecer suporte a nenhum modo alternativo específico. O Fórum de implementadores de USB está trabalhando com seus parceiros de modo alternativo para garantir que as portas estejam devidamente identificadas com os respectivos logotipos.
Logotipo | Nome | Encontro | Protocolo |
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Modo Alternativo DisplayPort | Publicado em setembro de 2014 | DisplayPort 1.4 , DisplayPort 2.0 | |
Modo alternativo de link de alta definição para celular (MHL) | Anunciado em novembro de 2014 | MHL 1.0, 2.0, 3.0 e superMHL 1.0 | |
Modo alternativo de raio | Anunciado em junho de 2015 | Thunderbolt 3 (também carrega DisplayPort 1.2 ou DisplayPort 1.4 ) | |
Modo Alternativo HDMI | Anunciado em setembro de 2016 | HDMI 1.4b | |
Modo Alternativo VirtualLink | Anunciado em julho de 2018 | VirtualLink 1.0 (ainda não padronizado) |
Outros protocolos como Ethernet foram propostos, embora Thunderbolt 3 e posterior também sejam capazes de rede 10 Gigabit Ethernet.
Todos os controladores Thunderbolt 3 suportam "Modo alternativo Thunderbolt" e "Modo alternativo DisplayPort". Como o Thunderbolt pode encapsular dados DisplayPort, cada controlador Thunderbolt pode produzir sinais DisplayPort diretamente no "Modo alternativo DisplayPort" ou encapsulado no Thunderbolt no "Modo alternativo Thunderbolt". Os periféricos de baixo custo se conectam principalmente por meio do "Modo Alternativo DisplayPort", enquanto algumas estações de encaixe fazem um túnel do DisplayPort pelo Thunderbolt.
DisplayPort Alt Mode 2.0: USB 4 suporta DisplayPort 2.0 em seu modo alternativo. DisplayPort 2.0 pode suportar resolução de 8K a 60 Hz com cores HDR10 e pode usar até 80 Gbps, o que é o dobro da quantidade disponível para dados USB.
O protocolo USB SuperSpeed é semelhante ao DisplayPort e PCIe / Thunderbolt, no uso de dados em pacotes transmitidos em pistas LVDS diferenciais com clock embutido usando taxas de bits comparáveis, portanto, esses modos alternativos são mais fáceis de implementar no chipset.
Os hosts e coletores de modo alternativo podem ser conectados com cabos Tipo C regulares com todos os recursos ou com cabos conversores ou adaptadores:
- Cabo de recursos completos USB 3.1 Type-C a Type-C
- DisplayPort, Mobile High-Definition Link (MHL), HDMI e Thunderbolt (20 Gbit / s ou 40 Gbit / s com comprimento de cabo de até 0,5 m) As portas Tipo C de modo alternativo podem ser interconectadas com o tipo USB passivo padrão completo -C cabos. Esses cabos são marcados apenas com o logotipo SuperSpeed USB "trident" padrão (para cabos Gen 1) ou o logotipo SuperSpeed + USB 10 Gbit / s (para cabos Gen 2) em ambas as extremidades. O comprimento do cabo deve ser de 2,0 m ou menos para a Geração 1 e 1,0 m ou menos para a Geração 2.
- Cabo ativo Thunderbolt Tipo C para Tipo C
- O modo alternativo Thunderbolt 3 (40 Gbit / s) com cabos com mais de 0,5 m requer cabos ativos Tipo C que são certificados e marcados eletronicamente para transmissão Thunderbolt 3 de alta velocidade, semelhante aos cabos 5 A de alta potência. Esses cabos são marcados com o logotipo Thunderbolt em ambas as extremidades. Eles não suportam compatibilidade com versões anteriores de USB 3, apenas USB 2 ou Thunderbolt. Os cabos podem ser marcados para Thunderbolt e alimentação de 5 A ao mesmo tempo.
Os cabos / adaptadores ativos contêm ICs energizados para amplificar / equalizar o sinal para cabos de comprimento estendido ou para realizar a conversão do protocolo ativo. Os adaptadores para modos Alt de vídeo podem permitir a conversão de fluxo de vídeo nativo para outros padrões de interface de vídeo (por exemplo, DisplayPort, HDMI, VGA ou DVI).
O uso de cabos Tipo C com todos os recursos para conexões de modo alternativo oferece alguns benefícios. O modo alternativo não emprega vias USB 2.0 e a via do canal de configuração, portanto, os protocolos USB 2.0 e USB Power Delivery estão sempre disponíveis. Além disso, os modos alternativos DisplayPort e MHL podem transmitir em uma, duas ou quatro faixas SuperSpeed, portanto, duas das faixas restantes podem ser usadas para transmitir dados USB 3.1 simultaneamente.
Modo | Cabo USB 3.1 tipo C | Cabo adaptador ou adaptador | Construção | ||||||||||
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USB | DisplayPort | Raio | superMHL | HDMI | HDMI | DVI-D | Vídeo componente | ||||||
3,1 | 1,2 | 1,4 | 20 Gbit / s | 40 Gbit / s | 1,4b | 1,4b | 2.0b | Único link | Dual-link | (YPbPr, VGA / DVI-A) | |||
DisplayPort | sim | sim | Não | Passiva | |||||||||
Opcional | sim | sim | sim | Ativo | |||||||||
Raio | sim | sim | sim | sim | Não | Passiva | |||||||
Opcional | Opcional | sim | sim | sim | sim | Ativo | |||||||
MHL | sim | sim | sim | Não | sim | Não | Não | Passiva | |||||
Opcional | sim | sim | Ativo | ||||||||||
HDMI | sim | sim | Não | sim | Não | Não | Passiva | ||||||
Opcional | sim | Ativo |
Uso do pino do receptáculo USB-C em diferentes modos
Os diagramas abaixo representam os pinos de um soquete USB-C em diferentes casos de uso.
USB 2.0 / 1.1
Um dispositivo USB 2.0 / 1.1 simples se conecta usando um par de pinos D + / D−. Conseqüentemente, a origem (host) não requer nenhum circuito de gerenciamento de conexão, mas não possui o mesmo conector físico, portanto, o USB-C não é compatível com versões anteriores. V BUS e GND fornecem 5 V até 500 mA de corrente. No entanto, para conectar um dispositivo USB 2.0 / 1.1 a um host USB-C, o uso de Rd nos pinos CC é necessário, pois a fonte (host) não fornecerá V BUS até que uma conexão seja detectada através dos pinos CC.
GND | TX1 + | TX1− | V BUS | CC1 | D + | D− | SBU1 | V BUS | RX2− | RX2 + | GND |
GND | RX1 + | RX1− | V BUS | SBU2 | D− | D + | CC2 | V BUS | TX2− | TX2 + | GND |
Entrega de energia USB
O USB Power Delivery usa um dos pinos CC1, CC2 para negociação de energia entre a fonte e o dissipador de até 20 V a 5 A. É transparente para qualquer modo de transmissão de dados e, portanto, pode ser usado junto com qualquer um deles, desde que os pinos CC estão intactos.
GND | TX1 + | TX1− | V BUS | CC1 | D + | D− | SBU1 | V BUS | RX2− | RX2 + | GND |
GND | RX1 + | RX1− | V BUS | SBU2 | D− | D + | CC2 | V BUS | TX2− | TX2 + | GND |
USB 3.0 / 3.1 / 3.2
No modo USB 3.0 / 3.1 / 3.2, dois ou quatro links de alta velocidade são usados em pares TX / RX para fornecer taxa de transferência de 5 a 10 ou 10 a 20 Gbit / s, respectivamente. Um dos pinos CC é usado para negociar o modo.
V BUS e GND fornecem 5 V até 900 mA, de acordo com a especificação USB 3.1. Um modo USB-C específico também pode ser inserido, onde 5 V a 1,5 A ou 3 A são fornecidos. Uma terceira alternativa é estabelecer um contrato de entrega de energia.
No modo de pista única, apenas os pares diferenciais mais próximos do pino CC são usados para transmissão de dados. Para transferências de dados de pista dupla, todos os quatro pares diferenciais estão em uso.
O D + / D− link para USB 2.0 / 1.1 normalmente não é usado quando a conexão USB 3.x está ativa, mas dispositivos como hubs abrem uplinks 2.0 e 3.x simultâneos para permitir a operação de ambos os tipos de dispositivos conectados a ele. Outros dispositivos podem ter o modo fallback para 2.0, caso a conexão 3.x falhe.
GND | TX1 + | TX1− | V BUS | CC1 | D + | D− | SBU1 | V BUS | RX2− | RX2 + | GND |
GND | RX1 + | RX1− | V BUS | SBU2 | D− | D + | CC2 | V BUS | TX2− | TX2 + | GND |
Modo Alternativo
No modo alternativo, um de até quatro links de alta velocidade são usados em qualquer direção necessária. SBU1, SBU2 fornecem um link adicional de velocidade mais baixa. Se dois links de alta velocidade permanecerem sem uso, um link USB 3.0 / 3.1 pode ser estabelecido simultaneamente ao modo alternativo. Um dos pinos CC é usado para realizar toda a negociação. Um canal bidirecional de banda baixa adicional (diferente de SBU) pode compartilhar esse pino CC também. USB 2.0 também está disponível por meio de pinos D + / D−.
Em relação à energia, os dispositivos devem negociar um contrato de entrega de energia antes de entrar em um modo alternativo.
GND | TX1 + | TX1− | V BUS | CC1 | D + | D− | SBU1 | V BUS | RX2− | RX2 + | GND |
GND | RX1 + | RX1− | V BUS | SBU2 | D− | D + | CC2 | V BUS | TX2− | TX2 + | GND |
Depurar Modo Acessório
O sistema de teste de dispositivo externo (DTS) sinaliza para o sistema alvo (TS) para entrar no modo de acessório de depuração via CC1 e CC2, ambos sendo puxados para baixo com um valor de resistor Rn ou puxados como valor de resistor Rp do plugue de teste (Rp e Rn definidos na especificação Tipo-C).
Depois de entrar no modo de acessório de depuração, a detecção de orientação opcional por meio do CC1 e CC2 é feita por meio da configuração de CC1 como um pullup da resistência Rd e CC2 puxado para o solo por meio da resistência Ra (do plugue Tipo C do sistema de teste). Embora opcional, a detecção de orientação é necessária para que a comunicação USB Power Delivery permaneça funcional.
Neste modo, todos os circuitos digitais são desconectados do conector e os 14 pinos em negrito podem ser usados para expor os sinais relacionados à depuração (por exemplo, interface JTAG). O USB IF requer para certificação que considerações e precauções de segurança e privacidade foram tomadas e que o usuário realmente solicitou que o modo de teste de depuração seja executado.
GND | TX1 + | TX1− | V BUS | CC1 | D + | D− | SBU1 | V BUS | RX2− | RX2 + | GND |
GND | RX1 + | RX1− | V BUS | SBU2 | D− | D + | CC2 | V BUS | TX2− | TX2 + | GND |
Se um cabo tipo C reversível for necessário, mas o suporte de entrega de energia não for, o plugue de teste precisará ser organizado como abaixo, com CC1 e CC2 sendo ambos puxados para baixo com um valor de resistor Rn ou puxados para cima como valor de resistor Rp do teste plugue:
GND | TS1 | TS2 | V BUS | CC1 | TS6 | TS7 | TS5 | V BUS | TS4 | TS3 | GND |
GND | TS3 | TS4 | V BUS | TS5 | TS7 | TS6 | CC2 | V BUS | TS2 | TS1 | GND |
Este espelhamento de sinais de teste fornecerá apenas 7 sinais de teste para uso de depuração em vez de 14, mas com o benefício de minimizar a contagem de peças extras para detecção de orientação.
Modo de acessório do adaptador de áudio
Nesse modo, todos os circuitos digitais são desconectados do conector e certos pinos são reatribuídos para saídas ou entradas analógicas. O modo, se compatível, é inserido quando ambos os pinos CC estão em curto com GND. D− e D + tornam-se a saída de áudio esquerda L e direita R, respectivamente. Os pinos SBU tornam-se o pino MIC do microfone e o terra analógico AGND, sendo o último um caminho de retorno para ambas as saídas e o microfone. No entanto, os pinos MIC e AGND devem ter capacidade de troca automática, por dois motivos: primeiro, o plugue USB-C pode ser inserido em qualquer um dos lados; em segundo lugar, não há acordo sobre quais anéis TRRS devem ser GND e MIC, portanto, os dispositivos equipados com um conector de fone de ouvido com entrada de microfone devem ser capazes de realizar essa troca de qualquer maneira.
Este modo também permite o carregamento simultâneo de um dispositivo expondo a interface de áudio analógica (através de V BUS e GND), porém apenas em 5 V e 500 mA, pois os pinos CC não estão disponíveis para qualquer negociação.
GND | TX1 + | TX1− | V BUS | CC1 | R | eu | microfone | V BUS | RX2− | RX2 + | GND |
GND | RX1 + | RX1− | V BUS | AGND | eu | R | CC2 | V BUS | TX2− | TX2 + | GND |
A detecção de inserções de plugue é realizada pelo interruptor físico de detecção de plugue TRRS. Em inserções de plugue, isso puxará para baixo CC e VCONN no plugue (CC1 e CC2 no receptáculo). Esta resistência deve ser inferior a 800 ohms, que é a resistência "Ra" mínima especificada na especificação USB Type-C). Esta é essencialmente uma conexão direta ao aterramento digital USB.
Soquete TRRS | Sinal de áudio analógico | Plugue macho USB tipo C |
---|---|---|
Gorjeta | eu | D− |
Anel 1 | R | D + |
Ring 2 | Microfone / terra | SBU1 ou SBU2 |
Manga | Microfone / terra | SBU2 ou SBU1 |
DETECT1 | Interruptor de detecção de presença de plugue | CC, VCONN |
DETECT2 | Interruptor de detecção de presença de plugue | GND |
Suporte de software
- O Android da versão 6.0 em diante funciona com USB 3.1 e USB-C.
- O Chrome OS , a partir do Chromebook Pixel 2015, oferece suporte a USB 3.1, USB-C, modos alternativos, entrega de energia e suporte a USB Dual-Role.
- O FreeBSD lançou a Extensible Host Controller Interface, com suporte para USB 3.0 , com a versão 8.2
- O iOS da versão 12.1 (iPad Pro 3ª e gerações posteriores, iPad Air 4ª geração, iPad Mini 6ª geração) em diante funciona com USB-C.
- O NetBSD começou a oferecer suporte a USB 3.0 com a versão 7.2
- O Linux tem suporte para USB 3.0 desde o kernel versão 2.6.31 e USB versão 3.1 desde o kernel versão 4.6.
- OpenBSD começou a suportar USB 3.0 na versão 5.7
- OS X Yosemite (macOS versão 10.10.2), começando com o MacBook Retina no início de 2015, oferece suporte a USB 3.1, USB-C, modos alternativos e entrega de energia.
- O Windows 8.1 adicionou suporte para USB-C e outdoor em uma atualização.
- O Windows 10 e o Windows 10 Mobile oferecem suporte a USB 3.1, USB-C, modos alternativos, classe de dispositivo de outdoor, fornecimento de energia e função dupla USB.
Suporte de hardware
Dispositivos USB-C
Um número crescente de placas-mãe, notebooks, tablets, smartphones, unidades de disco rígido, hubs USB e outros dispositivos lançados a partir de 2014 incluem os soquetes USB-C. No entanto, a adoção inicial do USB-C foi limitada pelo alto custo dos cabos USB-C e pelo amplo uso de carregadores USB-B.
Saida de video
Atualmente, DisplayPort é o modo alternativo mais amplamente implementado e é usado para fornecer saída de vídeo em dispositivos que não possuem portas DisplayPort ou HDMI de tamanho padrão, como smartphones e laptops. Todos os Chromebooks com porta USB-C são necessários para oferecer suporte ao modo alternativo DisplayPort nos requisitos de hardware do Google para fabricantes. Um adaptador multiporta USB-C converte o fluxo de vídeo nativo do dispositivo em DisplayPort / HDMI / VGA, permitindo que seja exibido em um monitor externo, como um aparelho de televisão ou monitor de computador.
Ele também é usado em docks USB-C projetados para conectar um dispositivo a uma fonte de alimentação, monitor externo, hub USB e extra opcional (como uma porta de rede) com um único cabo. Essas funções às vezes são implementadas diretamente no monitor em vez de em um dock separado, o que significa que um usuário conecta seu dispositivo ao monitor via USB-C sem a necessidade de outras conexões.
Problemas de compatibilidade
Problemas de energia com cabos
Muitos cabos que alegam oferecer suporte a USB-C, na verdade, não são compatíveis com o padrão. O uso desses cabos teria uma consequência potencial de danos aos dispositivos aos quais eles estão conectados. Há casos relatados de laptops destruídos devido ao uso de cabos não compatíveis.
Alguns cabos não compatíveis com um conector USB-C em uma extremidade e um plugue USB-A legado ou receptáculo Micro-B na outra extremidade terminam incorretamente o canal de configuração (CC) com um pullup de 10kΩ para V BUS em vez da especificação obrigatória 56 kΩ pullup, fazendo com que um dispositivo conectado ao cabo determine incorretamente a quantidade de energia que é permitida a partir do cabo. Cabos com esse problema podem não funcionar corretamente com determinados produtos, incluindo produtos Apple e Google, e podem até danificar fontes de energia como carregadores, hubs ou portas USB do PC.
Quando um cabo USB-C ou fonte de alimentação com defeito é usado, a voltagem vista por um dispositivo USB-C pode ser diferente da voltagem esperada pelo dispositivo. Isso pode resultar em uma sobretensão no pino VBUS. Também devido ao passo fino do receptáculo USB-C, o pino VBUS do cabo pode entrar em contato com o pino CC do receptáculo USB-C, resultando em um problema elétrico de curto para VBUS devido ao fato de que o pino VBUS é classificado para até 20 V, enquanto os pinos CC são classificados para até 5,5 V. Para superar esses problemas, a proteção da porta USB Tipo-C deve ser usada entre o conector USB-C e o controlador de fornecimento de energia USB-C.
Compatibilidade com adaptadores de áudio
Em dispositivos que omitiram o conector de áudio de 3,5 mm , a porta USB-C pode ser usada para conectar acessórios com fio, como fones de ouvido.
Existem basicamente dois tipos de adaptadores USB-C (adaptadores ativos com DACs , adaptadores passivos sem DACs) e dois modos de saída de áudio de dispositivos (telefones sem DACs integrados que enviam áudio digital, telefones com DACs integrados que enviam áudio analógico) .
Quando um conjunto ativo de fones de ouvido ou adaptador USB-C é usado, o áudio digital é enviado pela porta USB-C. A conversão pelo DAC e amplificador é feita dentro dos fones de ouvido ou adaptador, ao invés do telefone. A qualidade do som depende do DAC dos fones de ouvido / adaptador. Os adaptadores ativos com um DAC integrado têm suporte quase universal para dispositivos de saída de áudio digital e analógico, em conformidade com as especificações de dispositivo de áudio classe 3.0 e modo acessório de adaptador de áudio .
Exemplos de tais adaptadores ativos incluem placas de som USB externas e DACs que não requerem drivers especiais e adaptadores de conector de fone de ouvido de USB-C para 3,5 mm da Apple, Google, Essential, Razer, HTC.
Por outro lado, quando um conjunto passivo de fones de ouvido ou adaptador USB-C é usado, o áudio analógico é enviado pela porta USB-C. A conversão pelo DAC e amplificador é feita no telefone; os fones de ouvido ou adaptador simplesmente transmitem o sinal. A qualidade do som depende do DAC integrado do telefone. Adaptadores passivos sem um DAC embutido são compatíveis apenas com dispositivos de saída de áudio analógico, aderindo à especificação do Modo Acessório para Adaptador de Áudio .
Modo de saída | Especificação | Dispositivos | Adaptadores USB-C | |
---|---|---|---|---|
Ativo, com DACs | Passivo, sem DACs | |||
Áudio digital | Dispositivo de áudio classe 3.0 (áudio digital) | Google Pixel 2, HTC U11, telefone Essential, telefone Razer, Samsung Galaxy Note 10, Samsung Galaxy S10 Lite, Sharp Aquos S2, Asus ZenFone 3, Bluedio T4S, Lenovo Tab 4, GoPro, MacBook etc. |
Conversão por adaptador | Conversão indisponível |
Áudio analógico | Moto Z / Z Force, Moto Z2 / Z2 Force / Z2 Play, Moto Z3 / Z3 Play, Sony Xperia XZ2, Huawei Mate 10 Pro, Huawei P20 / P20 Pro, Honor Magic2, LeEco, telefones Xiaomi, OnePlus 6T, OnePlus 7 / 7 Pro / 7T / 7T Pro, Oppo Encontre X / Oppo R17 / R17 Pro, ZTE Nubia Z17 / Z18 etc. |
Conversão por adaptador | Atravessar |
Compatibilidade com outra tecnologia de carregamento rápido
Em 2016, Benson Leung , engenheiro do Google, apontou que as tecnologias Quick Charge 2.0 e 3.0 desenvolvidas pela Qualcomm não são compatíveis com o padrão USB-C. A Qualcomm respondeu que é possível fazer com que as soluções de carga rápida atendam às demandas de voltagem do USB-C e que não há relatos de problemas; no entanto, ele não abordou o problema de conformidade padrão naquele momento. No final do ano, a Qualcomm lançou a tecnologia Quick Charge 4, que citava - como um avanço em relação às gerações anteriores - "compatível com USB Type-C e USB PD".
Veja também
Referências
links externos
- As especificações de cabo e conector Universal Serial Bus Tipo C estão incluídas em um conjunto de documentos USB que podem ser baixados de USB.org .