Tudo que Você Precisa Saber sobre USB-C: Recursos, Pinagem e Power Delivery

Introdução:

Quando se trata de conectividade entre dispositivos, USB é considerado o padrão em conectividade com fio. A última grande atualização nos padrões USB foi feita com a introdução do conector USB-C. Quanto você sabe sobre o conector USB Tipo-C? Neste artigo, discutiremos a anatomia do USB Tipo-C e seus modos. Este USB é capaz de transmissão de dados e entrega de energia. Também é reversível e tem muitos recursos importantes que veremos. Mas primeiro, vamos definir o USB-C.

O USB Tipo-C:

O USB Tipo-C (também conhecido como USB-C) é um sistema de conector USB de 24 pinos. Pode fornecer transferência de dados de alta velocidade até 10 GB/s e entrega de energia de até 100 W.

Recursos do USB Tipo-C:

A interface USB Tipo-C tem três recursos principais:

1. Consiste em um conector reversível para que possa ser invertido relativo ao receptáculo.
2. Pode suportar padrões USB anteriores (USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1, etc.) e protocolos de terceiros (DisplayPort, HDMI) no Modo Alternativo.
3. Usando esta interface, o dispositivo pode escolher o nível apropriado de fluxo de energia através da interface.

O Receptáculo/Pinos USB-C:

O Conector USB-C tem 24 pinos para o receptáculo e plug como mencionado antes.

Figura 1. O receptáculo USB Tipo-C. Imagem cortesia da Microchip.

 

Figura 2. O plug USB Tipo-C. Imagem cortesia da Microchip.

Os Pares Diferenciais USB 2.0:

Os pares diferenciais usados para conectividade USB 2.0 são os pinos D+ e D-. Os dois pinos D+ e D- no receptáculo são conectados entre si e apenas um par diferencial de dados USB 2.0 disponível. Isso é para a função 'reversível'.

Os Pinos de Energia e Terra:

Os pinos VBUS e GND são os caminhos de energia e retorno respectivamente. A voltagem padrão para VBUS é 5V, mas você pode usar outro valor que não o padrão para diferentes dispositivos. O VBUS pode conduzir até 20 V com corrente máxima de 5 A e, portanto, pode entregar potência máxima de até 100 W. Isso pode ser usado para carregar dispositivos maiores que demandam mais energia. Isso significa que o USB Tipo-C é adaptável a requisitos de energia com relação a dispositivos.

Os Pinos RX e TX:

Existem dois conjuntos de pares diferenciais RX e TX. Um dos pares RX e um par TX podem ser usados para o protocolo USB 3.0/3.1. Um multiplexador é usado para reencaminhar os dados dos pares diferenciais através do cabo já que o USB é reversível. Note também que o conjunto mínimo de recursos do USB-C não inclui USB 3.0/3.1 e pode ser usado através do Modo Alternativo.

Os Pinos CC1 e CC2:

Os pinos CC1 e CC2 são os pinos de Configuração de Canal. Permitem detecção de conexão/remoção de cabo, detecção de orientação receptáculo/plug, anúncio de corrente, etc. Também podem ser usados durante entrega de energia e modo alternativo para comunicação.

O Pino VCONN:

O USB-C é usado para transferência rápida de dados e fluxo de energia. Este recurso usa chips especiais dentro dos cabos. Alguns cabos ativos também usam um chip redriver para fortalecer o sinal e superar perdas. Isso pode ser feito fornecendo uma fonte de energia de 5V, 1W ao pino VCONN dentro do cabo. O cabo ativo usará um resistor Ra para puxar para baixo os pinos CC2. Após a orientação do cabo ser determinada, o pino de configuração de canal será conectado a uma fonte de energia de 5V, 1W para alimentar o cabo. Portanto, o pino CC2 é conectado à fonte de energia VCONN.

Os Pinos SBU1 e SBU2:

Estes dois pinos são usados no Modo Alternativo como caminhos de sinal de baixa velocidade.

Entrega de Energia USB-C:

O USB-C pode ajudar na escolha do fluxo de energia apropriado através da interface. Estas negociações de energia ocorrem através do Protocolo de Entrega de Energia USB. Geralmente, o sink enviará uma requisição à source e ajustará a voltagem VBUS conforme necessário. A source estabilizará a voltagem VBUS e então enviará uma mensagem 'power-supply-ready' para o sink. O sink requisitará e a source fornecerá e enviará uma mensagem 'power-supply ready' novamente. Outras negociações de energia como no Modo Alternativo também são feitas usando o Protocolo de Entrega de Energia na linha CC do padrão.

Modos Alternativos USB-C:

O Modo Alternativo permite a implementação de protocolos de terceiros (DisplayPort, HDMI, etc.) Os Modos Alternativos suportarão a conexão USB 2.0 e Entrega de Energia USB.

Conclusão:

O USB Tipo-C está realmente se tornando o padrão universal em dispositivos modernos e é uma atualização digna. Com sua capacidade de transmitir dados e energia mais rápido e eficientemente, não será muito tempo antes que substitua versões USB antigas.