Giới thiệu về đầu nối Type-C
USB Type-Cđã nổi lên như một đối thủ thống trị trên thị trường nhờ những ưu điểm về kết nối và hiện đang trên đà vươn lên dẫn đầu. Ứng dụng của nó trong nhiều lĩnh vực là không thể ngăn cản. MacBook của Apple đã khiến mọi người nhận ra sự tiện lợi của giao diện USB Type-C và cũng tiết lộ xu hướng phát triển của các thiết bị trong tương lai. Trong những ngày tới, ngày càng nhiều thiết bị USB Type-C sẽ được ra mắt. Không nghi ngờ gì nữa, giao diện USB Type-C sẽ dần trở nên phổ biến và thống trị thị trường trong vài năm tới. Hơn nữa, trên các thiết bị di động như điện thoại và máy tính bảng, nó có một số tính năng cho phép sạc nhanh hơn, tốc độ truyền dữ liệu cao hơn và hỗ trợ đầu ra màn hình. Nó phù hợp hơn để làm giao diện đầu ra cho các thiết bị di động. Quan trọng nhất, có một nhu cầu mạnh mẽ về một giao diện phổ quát để tăng cường khả năng kết nối giữa các thiết bị khác nhau. Những tính năng này có thể khiến giao diện Type-C thực sự trở thành giao diện thống nhất của tương lai, không chỉ trong các lĩnh vực ứng dụng mà bạn thấy!
Nếu được thiết kế theo tiêu chuẩn công nghiệp của Hiệp hội USB, đầu nối USB Type-C chắc chắn sẽ thời trang, mỏng và nhỏ gọn, phù hợp với các thiết bị di động. Đồng thời, nó cần đáp ứng các yêu cầu về độ bền cao của hiệp hội và phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau. Đầu nối USB Type-C cung cấp giao diện cắm có thể đảo ngược; ổ cắm có thể được cắm từ mọi hướng, đạt được kết nối dễ dàng và đáng tin cậy. Đầu nối này cũng cần hỗ trợ nhiều giao thức khác nhau và có thể tương thích ngược với HDMI, VGA, DisplayPort và các loại kết nối khác từ một cổng USB loại C duy nhất thông qua bộ chuyển đổi. Để giải quyết vấn đề hiệu suất trong môi trường nhiễu điện từ (EMI) và các môi trường khắc nghiệt khác, cần cân nhắc thêm về thiết kế. Nhà sản xuất nên chọn nhà cung cấp đầu nối có chứng nhận TID để tránh các sự cố trong ứng dụng thiết bị đầu cuối!
CácUSB Type-C 3.1Giao diện có sáu ưu điểm chính:
1) Đầy đủ chức năng: Hỗ trợ đồng thời dữ liệu, âm thanh, video và sạc, tạo nền tảng cho dữ liệu tốc độ cao, âm thanh kỹ thuật số, video độ nét cao, sạc nhanh và chia sẻ nhiều thiết bị. Một cáp có thể thay thế nhiều cáp trước đây.
2) Cắm ngược chiều: Tương tự như giao diện Apple Lightning, mặt trước và mặt sau của cổng giống nhau, hỗ trợ cắm ngược chiều.
3) Truyền dẫn hai chiều: Dữ liệu và điện năng có thể được truyền theo cả hai hướng.
4) Khả năng tương thích ngược: Thông qua bộ chuyển đổi, sản phẩm có thể tương thích với USB Type-A, Micro-B và các giao diện khác.
5) Kích thước nhỏ: Kích thước giao diện là 8,3mm x 2,5mm, chỉ bằng khoảng một phần ba kích thước của giao diện USB-A.
6) Tốc độ cao: Tương thích vớiUSB 3.1giao thức, nó có thể hỗ trợ truyền dữ liệu lên đến 10Gb/giây, chẳng hạn nhưUSB C 10GbpsVàUSB 3.1 thế hệ 2tiêu chuẩn, đạt được tốc độ truyền tải cực nhanh.
Hướng dẫn giao tiếp USB PD
USB - Power Delivery (USB PD) là một thông số kỹ thuật giao thức cho phép truyền đồng thời lên đến 100W điện năng và truyền dữ liệu qua một cáp duy nhất; USB Type-C là một thông số kỹ thuật hoàn toàn mới cho đầu nối USB có thể hỗ trợ một loạt các tiêu chuẩn mới như USB 3.1 (Gen1 và Gen2), Display Port và USB PD; điện áp và dòng điện tối đa được hỗ trợ mặc định cho cổng USB Type-C là 5V 3A; nếu USB PD được triển khai trong cổng USB Type-C, nó có thể hỗ trợ công suất 240W được xác định trong thông số kỹ thuật USB PD, do đó, việc có cổng USB Type-C không có nghĩa là nó hỗ trợ USB PD; USB PD có vẻ chỉ là một giao thức để truyền và quản lý điện năng, nhưng trên thực tế, nó có thể thay đổi vai trò cổng, giao tiếp với cáp đang hoạt động, cho phép DFP trở thành thiết bị cung cấp điện và nhiều chức năng nâng cao khác. Do đó, các thiết bị hỗ trợ PD phải sử dụng chip CC Logic (chip E-Mark), ví dụ, sử dụngCáp USB C 5A 100Wcó thể đạt được nguồn cung cấp điện hiệu quả.
Phát hiện và sử dụng dòng điện VBUS USB Type-C
USB Type-C đã bổ sung chức năng phát hiện và sử dụng dòng điện. Ba chế độ dòng điện mới đã được giới thiệu: chế độ nguồn USB mặc định (500mA/900mA), 1,5A và 3,0A. Ba chế độ dòng điện này được truyền và phát hiện thông qua các chân CC. Đối với các DFP yêu cầu khả năng phát sóng dòng điện đầu ra, cần có các giá trị điện trở kéo CC Rp khác nhau để đạt được điều này. Đối với các UFP, giá trị điện áp trên chân CC cần được phát hiện để có được khả năng phát dòng điện đầu ra của các DFP khác.
Quản lý và phát hiện DFP-to-UFP và VBUS
DFP là cổng USB Type-C nằm trên máy chủ hoặc hub, được kết nối với thiết bị. UFP là cổng USB Type-C nằm trên thiết bị hoặc hub, được kết nối với DFP của máy chủ hoặc hub. DRP là cổng USB Type-C có thể hoạt động như DFP hoặc UFP. DRP chuyển đổi giữa DFP và UFP cứ sau 50ms ở chế độ chờ. Khi chuyển sang DFP, phải có điện trở Rp kéo lên VBUS hoặc ngõ ra nguồn dòng trên chân CC. Khi chuyển sang UFP, phải có điện trở Rd kéo xuống GND trên chân CC. Thao tác chuyển đổi này phải được thực hiện bởi chip Logic CC.
VBUS chỉ có thể được xuất ra khi DFP phát hiện việc lắp đặt UFP. Sau khi UFP được tháo ra, VBUS phải được tắt. Thao tác này phải được thực hiện bởi chip CC Logic.
Lưu ý: DRP được đề cập ở trên khác với DRP USB-PD. USB-PD DRP đề cập đến các cổng nguồn đóng vai trò là Nguồn điện (nhà cung cấp) và Bộ thu (người tiêu dùng). Ví dụ, cổng USB Type-C trên máy tính xách tay hỗ trợ DRP USB-PD, có thể đóng vai trò là Nguồn điện (khi kết nối ổ USB hoặc điện thoại di động) hoặc Bộ thu (khi kết nối màn hình hoặc bộ đổi nguồn).
Khái niệm DRP, khái niệm DFP, khái niệm UFP
Truyền dữ liệu chủ yếu bao gồm hai bộ tín hiệu vi sai, TX/RX. CC1 và CC2 là hai chân chính có nhiều chức năng:
Phát hiện kết nối, phân biệt mặt trước và mặt sau, phân biệt giữa DFP và UFP, là cấu hình chủ-tớ cho Vbus, có hai loại USB Type-C và USB Power Delivery.
Cấu hình Vconn. Khi có chip trong cáp, một CC sẽ truyền tín hiệu và CC còn lại sẽ trở thành nguồn cấp Vconn. Cấu hình các chế độ khác, chẳng hạn như khi kết nối phụ kiện âm thanh, DP, PCIE, mỗi chế độ có bốn đường nguồn và đất, DRP (Cổng vai trò kép): cổng vai trò kép, DRP có thể được sử dụng làm DFP (Máy chủ), UFP (Thiết bị) hoặc chuyển đổi động giữa DFP và UFP. Một thiết bị DRP điển hình là máy tính (máy tính có thể hoạt động như máy chủ USB hoặc thiết bị được sạc (MacBook Air mới của Apple)), điện thoại di động có chức năng OTG (điện thoại di động có thể hoạt động như thiết bị được sạc và đọc dữ liệu, hoặc như máy chủ để cung cấp nguồn hoặc đọc dữ liệu từ ổ USB), sạc dự phòng (có thể xả và sạc qua một cổng USB Type-C, tức là cổng này có thể xả và sạc).
Phương pháp triển khai máy chủ-máy khách (DFP-UFP) điển hình của USB Type-C
Khái niệm CCpin
CC (Kênh Cấu hình): Kênh Cấu hình, đây là kênh chính mới được bổ sung trong USB Type-C. Chức năng của nó bao gồm phát hiện kết nối USB, phát hiện hướng cắm chính xác, thiết lập và quản lý kết nối giữa thiết bị USB và VBUS, v.v.
Có một điện trở kéo lên trên Rp trên chân CC của DFP và một điện trở kéo xuống dưới Rd trên UFP. Khi không được kết nối, VBUS của DFP không có đầu ra. Sau khi kết nối, chân CC được kết nối và chân CC của DFP sẽ phát hiện điện trở kéo xuống Rd của UFP, cho biết kết nối đã được thực hiện. Sau đó, DFP sẽ mở công tắc nguồn Vbus và cấp nguồn cho UFP. Chân CC nào (CC1, CC2) phát hiện điện trở kéo xuống sẽ xác định hướng chèn của giao diện và cũng chuyển đổi RX/TX. Điện trở Rd = 5,1k và điện trở Rp là một giá trị không chắc chắn. Theo sơ đồ trước, có thể thấy rằng có một số chế độ cấp nguồn cho USB Type-C. Làm thế nào để phân biệt chúng? Dựa trên giá trị của Rp. Điện áp được phát hiện bởi chân CC sẽ khác nhau khi giá trị của Rp khác nhau, sau đó điều khiển đầu DFP để thực hiện chế độ cấp nguồn nào. Cần lưu ý rằng hai chân CC được vẽ ở hình trên thực chất chỉ là một đường CC trong cáp không có chip.
Thời gian đăng: 03-11-2025
