USB Type-C в мире Micro-B

Недавно представленная спецификация USB 3.1 поставляется с новым разъемом, который, наконец, решает самые большие проблемы с исходной спецификацией USB - требование механической ориентации. Все предыдущие USB-разъемы и кабели имеют ключ, поэтому их можно подключить только одним способом; Кроме того, кабели не реверсивны (см. также Введение в USB Type-C - USB для систем 21-го века ).

Что ж, может быть, это не самая большая проблема, но, безусловно, неприятность. По моему опыту, требуется не менее трех попыток, чтобы успешно подключить USB-кабель к задней панели компьютера или мобильного телефона. Как вы можете видеть на изображении ниже, новый разъем USB 3.1 Type-C наконец-то вносит механическую симметрию в мир USB.

(Источник:Дуэйн Бенсон)

USB 3.1 - это значительное обновление, включающее дополнительную мощность, более высокую скорость передачи данных и обратимые интеллектуальные кабели, которые можно подключать в любой ориентации. Один из недостатков - излишняя сложность. В интеллектуальном кабеле с полной спецификацией есть электроника, которая позволяет ему точно определять, с чем он разговаривает с каждой стороны, и соответствующим образом настраивать. Это позволяет ему работать с множеством невероятно быстрых форматов данных, а также с различными уровнями зарядного тока.

Чтение спецификации может быть немного пугающим по сравнению с разъемом USB Micro-B и микросхемами FTDI USB 2.0 для UART, к которым привыкло большинство людей, занимающихся микроконтроллерами. Однако после дальнейшего исследования я обнаружил, что, хотя сами разъемы не совместимы со старыми кабелями, спецификация 3.1 будет поддерживать базовые сигналы данных USB 2.0 с минимальной дополнительной сложностью. Возможно, несложно и официально поддерживается, подключить разъем Type-C к существующей конструкции USB 2.0.

Мое первое использование разъема Type-C - это электронная линейка, которую я разрабатываю вместе с плодовитым создателем проекта и редакционным директором Embedded.com Максом Максфилдом. Линейка будет совместима с Arduino и будет программироваться через USB. В исходной реализации, как и в большинстве своих проектов, я поставил микросхему FTDI FT231X, которая будет находиться между UART на MCU и разъемом USB Micro-B. В этом воплощении дизайна я сохраняю разъем Micro-B, но я также добавляю разъем Type-C. Линейка по-прежнему будет вести переговоры по протоколу USB 2.0, но сможет общаться через кабель Micro-B или новый кабель Type-C.

На схеме ниже показано расположение контактов для подключения сигнала, питания и заземления, как видно на виде разъема спереди.

(Источник:Дуэйн Бенсон)

Вы можете видеть, что у этого двустороннего разъема все контакты питания и заземления, а также контакты USB 2.0 D + и D- продублированы на противоположных по диагонали сторонах. Поскольку я просто обсуждаю совместимость с USB 2.0, нам нужно беспокоиться только о выводах D +, D-, Vbus, Ground, CC1 и CC2. Разъемы TX1 / 2 / + / -, RX1 / 2 / + / и SBU1 / 2 используются для высокоскоростных и альтернативных режимов, таких как полноскоростной 3.1, DisplayPort и HDMI.

Точно отражаются только соединения питания, заземления, D + и D-. В случае высокоскоростных режимов 3.1 электроника в интеллектуальном кабеле гарантирует, что сигналы идут туда, где они должны. Спецификация требует, чтобы на кабеле была только одна пара D + и D-, а в разъеме - оба набора. Это по-прежнему обеспечивает универсальные и обратимые соединения, но с двумя проводами меньше.

Контакты CC1 и CC2 используются для подтягивающих резисторов, чтобы указать интеллектуальному кабелю или вышестоящему устройству ориентацию кабеля и варианты подачи питания. В моем случае для базового устройства USB 2.0 требуются понижающие резисторы 5,1 кОм (R3 и R4) как на CC1, так и на CC2.

(Источник:Дуэйн Бенсон)

J2 - это разъем Type-C, а J1 - разъем Micro-B. Все контакты D- и D + подключены, соответственно, к контактам USBDM и USBDP FT231X (U2) через резисторы на 27 Ом (R1 и R2), как это было бы в настройке только для USB 2.0. Я могу оставить все остальное неподключенным.

Я добавил защитные диоды (D20 и D21), чтобы поддерживать ток 5 В от одного кабеля к другому - если они оба подключены одновременно - и потенциально повредить ту или иную систему. Коллизия линии передачи данных, вызванная подключением обоих кабелей, ничего не повредит - это просто не сработает, поэтому я отключил эту защиту (я надеюсь, что пользователи этого не сделают).

На схеме ниже вы можете увидеть относительный размер разъема Micro-B (J1) слева по сравнению с разъемом типа C SMT / сквозным отверстием (J2) справа.

(Источник:Дуэйн Бенсон)

Для лучшего обзора на изображении ниже показаны разъем USB Micro-B (вверху слева), разъем USB Type-C только для поверхностного монтажа (SMT) (вверху в центре) и комбинированный SMT и сквозной Type-C соединитель (вверху справа), рядом с монетой США (внизу слева).

(Источник:Дуэйн Бенсон)

Я, например, с нетерпением жду повсеместного распространения разъемов USB Type-C. До этого времени, пока у меня есть свободное место на плате, я буду размещать оба разъема на своих платах. А ты? Вы уже используете разъемы USB Type-C в своих встроенных системах? Если нет, когда вы это ожидаете?