Niesamowity port USB-C. Jest teraz wszędzie. Nawet Apple w końcu uległo i przeniosło na niego całą swoją ofertę. A co lepsze, możesz nawet… Ładowanie baterii AA za pomocą USB-CW tym tempie, kto nie korzystałby z USB-C? Oczywiście jedną z jego największych zalet jest odwracalność: w przeciwieństwie do USB-A, USB-B czy HDMI, możesz obrócić kabel USB-C w dowolną stronę i będzie działał dokładnie tak samo. No cóż – przynajmniej dla Ciebie.
Ostatnio trafiłem na kabel USB-C, który był wolniejszy, niż powinien. Ale następnym razem, gdy go podłączyłem, działał bez zarzutu. A potem znowu nie. Wtedy zdałem sobie sprawę, że w jednym kierunku działa, a w drugim nie. Obietnica odwracalności została złamana, więc musiałem to zbadać. Zrobiłem to i dowiedziałem się więcej, niż się spodziewałem, o wewnętrznej budowie złącza USB-C.
Szybkie linki
Ale… czym właściwie jest USB-C?
Złącze wielopinowe
USB-C to standardowe złącze. To zaokrąglony prostokąt z 24 pinami w środku. Złącze (port w telefonie lub laptopie) wyświetla 24 punkty połączeń. Wtyczka kabla również technicznie ma 24 punkty połączeń, ale niektóre są ze sobą wewnętrznie połączone, przez co w efekcie kabel ma mniej niezależnych połączeń, niż sugerowałaby liczba pinów. Więcej na ten temat później.
Jeśli przyjrzysz się uważnie portowi USB-C, zobaczysz maleńkie styki w środku. Powyżej widać port USB-C w moim starym telefonie Nothing (1) i MacBooku. Port USB-C w ładowarce Apple jest bardziej widoczny, ale brakuje mu kilku pinów, ponieważ służy tylko do ładowania, a nie do szybkiego przesyłania danych.
Krótki przewodnik po USB-C
Tabele i wykresy
Istnieje wiele pinów, ale nie są to tylko piny podłączone do przewodów. Każdy z nich ma określone przeznaczenie. Oto uproszczony schemat, który stworzyłem, aby pokazać piny w złączu (port) USB-C. Dotyczy on w pełni funkcjonalnego portu USB-C; nie każdy kabel czy ładowarka obsługuje wszystkie z nich.
W wielu kablach stosowanych w praktyce stosowana jest para sygnałów różnicowych D+/D−. USB 2.0 Jako pojedyncza para współdzielona przez obie strony złącza, działa ono wewnętrznie jako „jedna para działająca w obu kierunkach”, nawet jeśli na różnych schematach wygląda nieco inaczej. Zatem dla złącza USB-COtrzymasz coś podobnego do następującego:
| partie | etykieta | opis |
|---|---|---|
| ⬛A1, A12, B1, B12 | GND | Punkty uziemienia. |
| 🟥A4, A9, B4, B9 | VBUS | Moc nośna: domyślnie +5V (wyższa po negocjacjach) Dostarczanie energii USB). |
| 🟪A5 | Wózki CC1 | Kanał 1 służy do konfiguracji. Kanał jest aktywny, gdy złącze znajduje się w orientacji A. Służy do wykrywania skrętu/orientacji i połączeń. USB PD. |
| 🟪B5 | Wózki CC2 | Kanał 2 służy do konfiguracji. Kanał aktywny jest po odwróceniu złącza. |
| 🟩A6, B6 | D+ | USB 2.0 D+. Wewnątrz kabla te końce są zwykle połączone razem w jedną parę różnicową. |
| 🟩A7, B7 | D- | USB 2.0 D−. Jest on w większości powiązany wewnętrznie. |
| 🟧A8, B8 | SBU1/SBU2 | Terminale poboczne służą głównie do alternatywnych sytuacji (np. DisplayPort AUXKonwertery audio i korekcja błędów). |
| 🟦A2, A3 | TX1+/TX1− | Para transmisyjna dużej prędkości (Track 1 TX). |
| 🟦B11, B10 | RX1+/RX1− | Para odbiorników dużej prędkości (ścieżka 1 RX). |
| 🟦B2, B3 | TX2+/TX2− | Para transmisyjna dużej prędkości (Track 2 TX). |
| 🟦A11, A10 | RX2+/RX2− | Para odbiorników dużej prędkości (ścieżka 2 RX). |
Tak naprawdę to było USB 2.0 Type-A Ma (i nadal ma) tylko cztery zaciski: GND, VBUS, D+ i D−. To wystarcza do podstawowego przesyłu danych i ładowania 5 V. USB-C Następnie, wraz z tymi zaciskami, dodaje on kolejne zaciski mocy, pary różnicowe dużej prędkości i zaciski boczne.
Jeśli przyjrzysz się uważnie układowi zacisków, zauważysz, że rzędy A i B nie są identyczne. Są na tyle podobne, że przewód można odwracać, ale istnieją subtelne, ale istotne różnice. I tu właśnie robi się ciekawie.
USB-C Nie jest w pełni „mechanicznie” odwracalne
Symetria, ale z problemem
 |
| Pamiętaj: gniazda audio były popularne już przed wszystkim innym. |
Rozważ inne złącze odwracalne. Przychodzi mi na myśl. Kolorowe gniazda audio 3.5 mm w moim komputerzeTe wtyczki są odwracalne w zakresie 360 stopni; można je obracać jak zabawkę i nadal będą działać. Nie jestem pewien, czy „odwracalność” była pierwotnym celem projektowym gniazd audio, ale z pewnością był to cel projektowy portów. USB-COdwracalność nie była po prostu niezamierzonym efektem ubocznym, ale głównym celem, a inżynierowie (oby Bóg ich błogosławił) włożyli wiele wysiłku, aby go osiągnąć.
Obecność wielu punktów uziemienia (GND) I VBUSMa to sens, jeśli chcemy zwiększyć niezawodność i zdolność do radzenia sobie z prądem. Jednakże USB-C Idzie jeszcze dalej i podwaja liczbę krytycznych punktów połączeń danych, dzięki czemu złącze działa niezależnie od tego, czy włożysz je „logo skierowane do góry”, czy „logo skierowane do dołu”. Nie jest to jednak po prostu głupi, idealnie jednolity kawałek metalu.
W rzeczywistości z punktami połączeń GND و VBUSOprócz pary danych USB 2.0 D+/D−Naprawdę nie można się pomylić. Niezależnie od sposobu podłączenia, łączy się ze swoimi odpowiednikami i wszystko działa idealnie. Jednak USB 3.x Wysoka prędkość i DisplayPort و PiorunBardzo jej zależy na tym, żeby być na dobrej drodze.
Wyobraźmy sobie wtyczkę podłączoną do gniazdka. Istnieją dwa sposoby na to połączenie; nazwijmy je kierunkiem A i kierunkiem B. Po przekręceniu wtyczki, dwie pary Super prędkość Nie dopasowują się magicznie do tych samych poduszek.
| Kierunek A | Kierunek B |
| Wtyczkę wkłada się tak, aby bolec był wyrównany A1 Jego własne z A1 Znajduje się na gnieździe. Para o dużej prędkości jest kompatybilna. TX1 Wtyczka jest wyposażona w jeden zestaw szybkich padów (ścieżka 1) na gnieździe i jest kompatybilna. RX1 Z odpowiednią recepcjonistką. | Odwróć złącze. Teraz ta sama para miedzianych przewodów wewnątrz kabla łączy się z pozostałymi płytkami toru (ścieżka 2) w gnieździe. |
Standard używany **USB 3.x** (Bez względu na złożoność w danym momencie) **USB 3.2 x2** Wielotorowe i **USB4 / Piorun**) Istnieje jedna para nadawcza i jedna para odbiorcza dla danych. Jeśli więc złącze pojawia się jako „Ścieżka 1” lub „Ścieżka 2” w zależności od orientacji, skąd urządzenie wie, której kombinacji pinów użyć? To właśnie obsługują piny. **CC**.
Do czego służą piny CC?
Port wie, który kierunek jest najwyższy.
 |
| Piny są bardziej widoczne w złączu. **USB-C**, Miedziane punkty styku znajdują się na małym języczku wewnątrz złącza. |
دبابيس **CC** Pełni funkcję koordynatora ds. społecznych **USB-C**. Określa, kto jest hostem, kto jest urządzeniem, kto dostarcza zasilanie, ile zasilania, a co najważniejsze dla nas, który kierunek złącza jest aktualnie używany (tutaj postawimy na prostotę).
Od strony Mosulu połączony jest punkt połączeniowy **DW** (**A5** Po jednej stronie języka i **B5** Z drugiej strony, poprzez różne rezystory, w zależności od typu kabla. Po stronie urządzenia, port posiada rezystory podnoszące lub podciągające, które pozwalają mu wykryć, czy cokolwiek jest podłączone, a także czy jest to urządzenie, ładowarka, czy akcesorium, i który pin jest podłączony. **CC** (**CC1** أو **CC2**) Aktualnie aktywne, tzn. która strona złącza jest „w dół”.
ا ان **CC1** (**A5**) To ten, który ostatecznie zostanie podłączony. Urządzenie mówi: „OK, to jest kierunek **A**; powinienem użyć szybkiego pasa 1, który jest najbliżej **CC1**”. Ale jeśli… **CC2** (**B5**) Jeśli połączenie zostanie nawiązane, urządzenie rozpoznaje, że jest to kierunek **B** i zamiast tego używa ścieżki najbliższej **CC2**.
Innymi słowy:
- kierunek A ← Wózki CC1 Aktywny → Port ustawia się wewnętrznie Trasa 1 Do szybkiej aktywnej pary kabli.
- kierunek B ← Wózki CC2 Aktywny ← Resetuje port do Trasa 2 Zamiast tego.
Samo złącze jest praktycznie identyczne, ale elektronika w nim umieszczona wykonuje pewne przełączanie, dzięki czemu całość wydaje się odwracalna. Złącze **USB-C** z odpowiednimi danymi **USB 3.x** nie jest całkowicie odwracalne mechanicznie. W rzeczywistości istnieje logika, która przekierowuje ścieżki, dostosowując je do orientacji.
Dlaczego to wszystko jest dla Ciebie ważne?
Historia jest fajna, ale co dalej?
Jeśli używasz kabla USB-C Tylko do wysyłki lub szybkiego przesyłania ważnych danych USB 2.0Orientacja połączenia nie ma większego znaczenia. W tym przypadku złącze jest uważane za „w pełni odwracalne” w stosunku do wykonywanej czynności. Jednak sytuacja komplikuje się w przypadku awarii. Załóżmy na przykład, że mamy do czynienia z parą transmisyjną o dużej prędkości (Super prędkośćJedna strona wtyczki jest uszkodzona. Wyobraź sobie, że TX1 Na wtyczce (piny A2 و A3Może być niedostępne:
- Jeżeli podłączysz go w kierunku wybranym przez urządzenie, ścieżka 1 (strona, która używa TX1/RX1Łącze nie będzie działać. USB 3.xUrządzenia zazwyczaj wracają do USB 2.0.
- Jeśli odwrócisz podłączenie kabla, port będzie teraz korzystał z innej ścieżki.TX2/RX2(Co może być w porządku.) Nagle ten sam kabel wydaje się „działać lepiej”, gdy jest podłączony odwrotnie.
Dokładnie taki sam typ zachowania zaobserwowałem w moim kablu. Jeden kierunek zapewniał mi szybką transmisję danych, a drugi był zauważalnie wolniejszy. W tym przypadku oznaczyłem kierunki działania na obu końcach i teraz działa idealnie. Ta sama logika dotyczy portu urządzenia. Załóżmy na przykład, że pin… D+ W A6 Na wylocie USB-C Twój telefon jest wygięty lub brudny:
- Podłącz kabel tak, aby para była wyrównana USB 2.0 Jego własne z A6/A7Dane mogą ulec awarii USB 2.0Albo telefon może oscylować między łączeniem się i rozłączaniem.
- Odwróć wtyczkę tak, aby para zstąpiła USB 2.0 Kabel jest już włączony B6/B7 Zamiast tego: nagle podstawowe przesyłanie danych i ładowanie wracają do normy.
Dlatego zmiana kierunku czasami przypomina naprawę uszkodzonego portu lub kabla. Dosłownie przenosisz połączenie z uszkodzonego punktu styku do sprawnego duplikatu.
USB-C رائع
(Nawet jeśli marketing nie jest taki)
 |
| kabel USB-C Słaba jakość, często w zestawie tanie akcesoria. |
że USB-C To nie jest po prostu „wiązka kabli”, taka jak ta, którą widzisz podczas pracy zaciskanie kabli Ethernet sam
Wymaga to pewnego wyjaśnienia. Wewnątrz każdego dobrego urządzenia USB-C (a w niektórych przypadkach także w samym kablu) znajduje się krzemowy układ scalony, który monitoruje piny CC, aby określić, które końce są podłączone, w jakim kierunku, jakie jest bezpieczne natężenie prądu i która ścieżka szybkiego przesyłu powinna zostać aktywowana.
Niestety w praktyce Reputacja standardu USB-C nieco ucierpiała z powodu sposobu, w jaki sprzedawane są jego kable i porty.Na pierwszy rzut oka widać 24 piny na złączu żeńskim i do 24 punktów styku na złączu męskim, ale w wielu niedrogich kablach tylko część z nich jest faktycznie podłączona. Jest to akceptowalne: USB-C to standard złącza, a nie gwarancja, że każda aplikacja obsługuje każdą funkcję.
W przypadku większości urządzeń absolutnym minimum jest GND (masa), VBUS (zasilanie) i para USB 2.0 D+/D−. Wszystko poza tym to opcjonalne, dodatkowe okablowanie. Jeden z kabli, który (z grubsza) rozmontowałem powyżej, widać na zdjęciu.
Czasami wystarczy po prostu przełączyć kabel.
To obszerne wyjaśnienie, dlaczego mój kabel USB-C zwalnia, gdy jest podłączony w jedną stronę, i przyspiesza ponownie, gdy jest odwrócony. Gdy jeden zestaw pinów lub jedna ścieżka jest uszkodzona, druga strona może uniknąć uszkodzenia i sprawiać wrażenie naprawionej.
W każdym razie mam nadzieję, że dzięki temu na nowo docenisz magię ukrytą za tym małym i niewinnie wyglądającym portem USB-C. Proszę, daj mi znać, jeśli popełniłem jakieś błędy.
