新しい USB Type-C 知っておくべきこと |機能とピン配列

はじめに:

デバイス間の接続に関して言えば、USB は有線接続の標準と見なされています。 USB 規格の最後の主要な更新は、USB-C コネクタの導入によって行われました。 USB Type-C コネクタについてどのくらい知っていますか?この記事では、UCB Type-C とそのモードの構造について説明します。この USB は、データ転送と電力供給の両方が可能です。また、反転可能であり、検討する多くの重要な機能を備えています.しかし、まず、USB-C を定義しましょう。

USB Type-C:

USB Type-C (USB-C とも呼ばれます) は、24 ピンの USB コネクタ システムです。最大 10 GB/秒の高速データ転送と最大 100 W の電力供給を実現できます。

USB Type-C の機能:

USB Type-C インターフェースには 3 つの主な機能があります。

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フリップ可能なコネクタで構成されているため、レセプタクルに対してフリップできます。

代替モードでは、以前の USB 規格 (USB 2.0、USB 3.0、USB 3.1 など) およびサードパーティ プロトコル (DisplayPort、HDMI) をサポートできます。

このインターフェイスを使用すると、デバイスはインターフェイスを介して適切なレベルの電力の流れを選択できます。

USB-C レセプタクル/ピン:

前述のように、USB-C コネクタにはレセプタクルとプラグ用の 24 ピンがあります。

図 1. USB Type-C レセプタクル。画像提供:Microchip.

図 2. USB Type-C プラグ。画像提供:Microchip.

USB 2.0 差動ペア:

USB 2.0 接続に使用される差動ペアは、D+ ピンと D- ピンです。レセプタクルの 2 つの D+ および D- ピンは相互に接続されており、使用できる USB 2.0 データ差動ペアは 1 つだけです。これは「フリップ可能」機能用です。

電源ピンと接地ピン:

VBUS ピンと GND ピンは、それぞれ電源とリターン パスです。 VBUS のデフォルト電圧は 5V ですが、デバイスごとにデフォルト値以外を使用できます。 VBUS は、最大電流 5 A で最大 20 V を伝導できるため、最大 100 W の最大電力を供給できます。これは、より多くの電力を必要とする大型デバイスの充電に使用できます。これは、USB Type-C がデバイスに関する電力要件に適応できることを意味します。

RX および TX ピン:

RX と TX の差動ペアが 2 組あります。 RX ペアの 1 つと TX ペアを USB 3.0/3.1 プロトコルに使用できます。 USB は反転可能であるため、差動ペアからケーブルを介してデータを再ルーティングするためにマルチプレクサが使用されます。また、USB-C の最小機能セットには USB 3.0/3.1 が含まれておらず、代替モードで使用できることに注意してください。

CC1 および CC2 ピン:

CC1 および CC2 ピンは、チャンネル設定ピンです。それらは、ケーブルの取り付け、取り外しの検出、レセプタクル/プラグの向きの検出、現在の広告などを可能にします。また、電力供給中および通信用の代替モードで使用することもできます。

VCONN ピン:

USB-C は、高速データ転送と電力供給のために使用されます。この機能は、ケーブル内の特別なチップを使用しています。一部のアクティブ ケーブルでは、リドライバー チップを使用して信号を強化し、損失を克服しています。これは、ケーブル内の VCONN ピンに 5V、1W の電源を供給することで実現できます。アクティブ ケーブルは Ra 抵抗を使用して CC2 ピンをプルダウンします。ケーブルの向きが決定されたら、チャネル構成ピンを 5V、1W 電源に接続してケーブルに電力を供給します。したがって、CC2 ピンは電源 VCONN に接続されます。

SBU1 および SBU2 ピン:

これらの 2 つのピンは、オルタネート モードで低速信号パスとして使用されます。

USB-C Power Delivery:

USB-C は、インターフェイスを介して適切な電力の流れを選択するのに役立ちます。これらの電力ネゴシエーションは、USB Power Delivery Protocol を通じて行われます。通常、シンクはソースにリクエストを送信し、必要に応じて VBUS 電圧を調整します。ソースは VBUS 電圧を安定させ、「電源準備完了」メッセージをシンクに送信します。シンクは要求し、ソースは「電源準備完了」メッセージを提供して送信します。代替モードなどの他の電力ネゴシエーションも、規格の CC ラインで Power Delivery Protocol を使用して行われます。

USB-C 代替モード:

オルタネート モードでは、サードパーティ プロトコル (DisplayPort、HDMI など) の実装が可能です。オルタネート モードは、USB 2.0 および USB Power Delivery 接続をサポートします。

結論:

USB Type-C は、最新のデバイスのユニバーサル スタンダードになりつつあり、アップグレードする価値があります。データと電力をより高速かつ効率的に送信できるため、古い USB バージョンに取って代わるのにそれほど時間はかかりません。