Introdução aos conectores tipo C
USB Tipo-CO USB Type-C emergiu como um player dominante no mercado graças às suas vantagens de conexão e está prestes a alcançar o topo. Sua aplicação em diversos campos é imparável. O MacBook da Apple fez com que as pessoas reconhecessem a conveniência da interface USB Type-C e também revelou a tendência de desenvolvimento de dispositivos futuros. Nos próximos anos, mais e mais dispositivos USB Type-C serão lançados. Sem dúvida, a interface USB Type-C se tornará gradualmente mais difundida e dominará o mercado nos próximos anos. Além disso, em dispositivos móveis como celulares e tablets, ela oferece diversos recursos que permitem carregamento mais rápido, velocidades de transferência de dados mais altas e suporte para saída de vídeo. É mais adequada como interface de saída para dispositivos móveis. Mais importante ainda, existe uma forte necessidade de uma interface universal para aprimorar a conectividade entre diversos dispositivos. Esses recursos podem fazer com que a interface Type-C realmente se torne a interface unificada do futuro, não apenas nos campos de aplicação que você vê!
Se projetado de acordo com os padrões da indústria definidos pela USB Association, o conector USB Tipo-C deve ser moderno, fino e compacto, ideal para dispositivos móveis. Ao mesmo tempo, precisa atender aos altos requisitos de resistência da associação e ser adequado para diversas aplicações industriais. O conector USB Tipo-C oferece uma interface de encaixe reversível; o soquete pode ser inserido em qualquer direção, garantindo uma conexão fácil e confiável. Este conector também precisa suportar múltiplos protocolos diferentes e ser retrocompatível com HDMI, VGA, DisplayPort e outros tipos de conexão a partir de uma única porta USB Tipo-C por meio de adaptadores. Para garantir o desempenho em ambientes com interferência eletromagnética (EMI) e outros ambientes adversos, são necessárias considerações de projeto mais aprofundadas. Recomenda-se que os fabricantes escolham fornecedores de conectores com certificação TID para evitar problemas em aplicações finais!
OUSB Tipo-C 3.1A interface possui seis grandes vantagens:
1) Funcionalidade completa: Suporta dados, áudio, vídeo e carregamento simultaneamente, estabelecendo as bases para dados de alta velocidade, áudio digital, vídeo de alta definição, carregamento rápido e compartilhamento entre vários dispositivos. Um único cabo pode substituir vários cabos usados anteriormente.
2) Inserção reversível: Semelhante à interface Lightning da Apple, a parte frontal e traseira da porta são iguais, permitindo a inserção reversível.
3) Transmissão bidirecional: Dados e energia podem ser transmitidos em ambas as direções.
4) Compatibilidade com versões anteriores: Através de adaptadores, pode ser compatível com USB Tipo-A, Micro-B e outras interfaces.
5) Tamanho reduzido: A interface mede 8,3 mm x 2,5 mm, aproximadamente um terço do tamanho de uma interface USB-A.
6) Alta velocidade: Compatível com oUSB 3.1protocolo, ele pode suportar transmissão de dados de até 10 Gb/s, como por exemploUSB-C 10GbpseUSB 3.1 Gen 2padrões, alcançando transmissão ultrarrápida.
Instruções de comunicação USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) é uma especificação de protocolo que permite a transmissão simultânea de até 100 W de energia e comunicação de dados por um único cabo. O USB Type-C é uma especificação completamente nova para um conector USB que suporta uma série de novos padrões, como USB 3.1 (Gen1 e Gen2), DisplayPort e USB PD. A tensão e corrente máximas suportadas por padrão para uma porta USB Type-C são 5 V e 3 A. Se o USB PD for implementado em uma porta USB Type-C, ela poderá suportar a potência de 240 W definida na especificação USB PD. Portanto, ter uma porta USB Type-C não significa que ela suporte USB PD. O USB PD pode parecer apenas um protocolo para transmissão e gerenciamento de energia, mas, na verdade, ele pode alterar as funções da porta, comunicar-se com cabos ativos, permitir que o DFP (DisplayPort Power) se torne o dispositivo de alimentação e muitas outras funções avançadas. Portanto, dispositivos que suportam PD devem usar chips CC Logic (chips com certificação E-Mark), por exemplo, usando um...Cabo USB-C 5A 100Wpode alcançar um fornecimento de energia eficiente.
Detecção e utilização da corrente VBUS do USB Type-C
A porta USB Type-C adicionou funções de detecção e utilização de corrente. Três novos modos de corrente foram introduzidos: o modo de alimentação USB padrão (500mA/900mA), 1,5A e 3,0A. Esses três modos de corrente são transmitidos e detectados pelos pinos CC. Para dispositivos DFP que requerem a transmissão da capacidade de saída de corrente, são necessários valores diferentes para os resistores de pull-up (Rp) nos pinos CC. Para dispositivos UFP, o valor da tensão no pino CC precisa ser detectado para obter a capacidade de saída de corrente do outro dispositivo DFP.
Gerenciamento e detecção de DFP para UFP e VBUS
DFP é uma porta USB Type-C localizada no host ou hub, conectada ao dispositivo. UFP é uma porta USB Type-C localizada no dispositivo ou hub, conectada à porta DFP do host ou hub. DRP é uma porta USB Type-C que pode funcionar como DFP ou UFP. A porta DRP alterna entre DFP e UFP a cada 50 ms no modo de espera. Ao alternar para DFP, deve haver um resistor Rp conectado ao VBUS ou uma fonte de corrente de saída no pino CC. Ao alternar para UFP, deve haver um resistor Rd conectado ao GND no pino CC. Essa comutação deve ser realizada pelo chip CC Logic.
A saída VBUS só pode ser emitida quando o DFP detecta a inserção do UFP. Assim que o UFP for removido, a saída VBUS deve ser desligada. Essa operação deve ser realizada pelo chip CC Logic.
Nota: O DRP mencionado acima é diferente do USB-PD DRP. O USB-PD DRP refere-se às portas de alimentação que atuam como fonte (fornecedora) e consumidora (receptor) de energia. Por exemplo, a porta USB Type-C em um laptop suporta USB-PD DRP, podendo atuar como fonte de energia (ao conectar um pen drive ou celular) ou como consumidora (ao conectar um monitor ou adaptador de energia).
Conceito DRP, conceito DFP, conceito UFP
A transmissão de dados consiste principalmente em dois conjuntos de sinais diferenciais, TX/RX. CC1 e CC2 são dois pinos essenciais com diversas funções:
Detecção de conexões, distinção entre os lados frontal e traseiro, distinção entre DFP e UFP, que é a configuração mestre-escravo para Vbus, existem dois tipos de USB Type-C e USB Power Delivery.
Configurando Vconn. Quando há um chip no cabo, um CC transmite um sinal e o outro CC se torna a alimentação Vconn. Em outros modos de configuração, como ao conectar acessórios de áudio, DP, PCIe, existem quatro linhas de alimentação e terra para cada um, DRP (Dual Role Port): porta de dupla função, DRP pode ser usada como DFP (Host), UFP (Dispositivo) ou alternar dinamicamente entre DFP e UFP. Um dispositivo DRP típico é um computador (o computador pode funcionar como um host USB ou um dispositivo a ser carregado (como o novo MacBook Air da Apple)), um celular com função OTG (o celular pode funcionar como um dispositivo a ser carregado e ler dados, ou como um host para fornecer energia ou ler dados de um pen drive), um power bank (a descarga e o carregamento podem ser feitos através de uma porta USB Type-C, ou seja, esta porta pode descarregar e carregar).
O método de implementação típico host-cliente (DFP-UFP) do USB Type-C
Conceito CCpin
CC (Canal de Configuração): O Canal de Configuração é um canal fundamental adicionado recentemente ao USB Tipo-C. Suas funções incluem detectar conexões USB, detectar a direção correta de inserção, estabelecer e gerenciar a conexão entre dispositivos USB e o VBUS, etc.
Existe um resistor pull-up superior Rp no pino CC do DFP e um resistor pull-down inferior Rd no UFP. Quando não conectado, o VBUS do DFP não possui saída. Após a conexão, o pino CC é conectado e o pino CC do DFP detecta o resistor pull-down Rd do UFP, indicando que a conexão foi estabelecida. Então, o DFP abre a chave de alimentação Vbus e fornece energia ao UFP. O pino CC (CC1, CC2) que detecta o resistor pull-down determina a direção de inserção da interface e também a comutação RX/TX. O resistor Rd é de 5,1kΩ e o valor do resistor Rp é incerto. De acordo com o diagrama anterior, existem vários modos de alimentação para USB Tipo-C. Como distingui-los? Isso se baseia no valor de Rp. A tensão detectada pelo pino CC varia conforme o valor de Rp, controlando então o DFP para executar o modo de alimentação correto. Note-se que os dois pinos CC desenhados na figura acima representam, na verdade, apenas uma linha CC no cabo, sem o chip.
Data da publicação: 03/11/2025
