USB Type-C

USB Type-C или USB-C[1] — спецификация USB для универсального компактного двухстороннего 24-контактного разъёма для USB-устройств и USB-кабелей[2].

24-контактный USB-разъём тип «C» (Type-C)
Порт (разъём) USB Type-C на ноутбуке MacBook и кабель со штекером USB Type-C.

Спецификация разъёма USB Type-C версии 1.0 опубликована форумом разработчиков USB в августе 2014 года[3]. Была разработана в то же время, что и спецификация USB 3.1.

Разъём USB Type-C могут иметь периферийные устройства и компьютеры. USB Type-C является новым поколением относительно разъёмов и кабелей типа A и B предыдущих стандартов USB[4][5]. В отличие от предыдущих версий, разъём USB-C симметричен по горизонтали и подключается к устройству любой стороной.

Использование разъёма USB Type-C не гарантирует, что устройство реализует высокоскоростной стандарт USB 3.1 Gen1/Gen2 или протокол USB Power Delivery[6].

Спецификации

24-контактный двухсторонний разъём является достаточно компактным, близким по размерам к разъёмам Micro-B стандарта USB 2.0. Размеры разъёма — 8,4 мм на 2,6 мм. Разъём использует четыре пары контактов для питания и заземления, две дифференциальные пары D+/D− для передачи данных на скоростях High-Speed (в кабеле USB Type-C подключена только одна из пар), четыре дифференциальные пары для передачи высокоскоростных сигналов SuperSpeed, два вспомогательных контакта (sideband), два контакта конфигурации для определения ориентации кабеля, выделенный канал конфигурационных данных (кодирование BMC — biphase-mark code) и контакт питания +5 V для активных кабелей[7][8][9]. Подключение ранее выпущенных устройств к компьютеру с разъёмом USB Type-C потребует кабеля или адаптера со штекером или разъёмом типа A или B на одном конце, и штекером USB Type-C — на другом конце. Стандартом не допускаются адаптеры с разъёмом USB Type-C, поскольку их использование могло бы создать «множество неправильных и потенциально опасных» комбинаций кабелей[10].

Кабель USB 3.1 с двумя штекерами USB-C на концах должен соответствовать спецификации — содержать проводник, быть активным, иметь чип электронной идентификации, перечисляющий идентификаторы функций в зависимости от конфигурации канала и сообщения, определяемый вендором (VDM) из спецификации USB Power Delivery 2.0. Разъём USB Type-C поддерживает шины питания с током в 1,5 А или 3 А при напряжении 5 В в дополнении к основному питанию. Источник питания должен уведомлять об увеличении тока через конфигурационный канал либо поддерживать спецификацию USB Power Delivery через конфигурационный контакт (кодирование BMC) или более старые сигналы, кодируемые как BFSK через контакт VBUS. Кабель USB 2.0, не поддерживающий шину SuperSpeed, не содержит чипа электронной идентификации, если только не может передавать ток 5 А.

Альтернативные режимы

Разъём USB Type-C работает и в альтернативных режимах (англ. alternate mode), когда контакты передают данные по другим протоколам:

  1. Альтернативный режим DisplayPort — опубликован VESA в сентябре 2014 года, поддерживает стандарт DisplayPort 1.3[11];
  2. Альтернативный режим Mobile High-Definition Link (MHL) — анонсирован в ноябре 2014 года[12], поддерживает стандарт MHL 1.0-3.0 и superMHL[8][13];
  3. Альтернативный режим Thunderbolt — поддержка стандарта Thunderbolt 3[14][15][16][17];
  4. Альтернативный режим HDMI — объявлен в сентябре 2016 года[18][19][20][21], поддерживает HDMI 1.4b.

Для реализации альтернативных режимов DisplayPort и HDMI используется кабель-переходник на вилку своего физического интерфейса. Для режимов MHL и Thunderbolt (20Gbps) используется стандартный Type-C кабель; высокоскоростной режим Thunderbolt 3 (40Gbps), как и высокомощные режимы USB Power Delivery 2.0, требует специальных кабелей, маркированных электронным чипом как совместимые.

Для работы съёмных кабелей в альтернативном режиме могут использоваться четыре высокоскоростные (SuperSpeed) пары и два контакта Sideband. В случае док-станций, съёмных устройств и несъёмных (постоянных) кабелей можно также использовать два контакта D+/D- и один конфигурационный контакт. Режимы настраиваются через конфигурационный контакт с использованием сообщений, определяемых вендором (VDM).

Не все альтернативные режимы реализуются в каждом устройстве с разъёмом USB Type-C; поддерживаемые альтернативные режимы обозначаются соответствующими логотипами рядом с разъёмом[22].

Изучается возможность использования этого разъёма другими последовательными высокоскоростными протоколами, например PCI Express и Base-T Ethernet[23].

Цоколёвки разъёма и кабеля

Цоколёвки разъёма
Назначение контактов USB Type-C разъёма — гнезда и штекера
Контакт Название Описание Контакт Название Описание
A1 GND Заземление B12 GND Заземление
A2 TX1+ SuperSpeed дифференциальная пара #1[lower-alpha 1], передача+ B11 RX1+ SuperSpeed дифференциальная пара #2[lower-alpha 1], прием+
A3 TX1- SuperSpeed дифференциальная пара #1[lower-alpha 1], передача- B10 RX1- SuperSpeed дифференциальная пара #2[lower-alpha 1], прием-
A4 VBUS Плюс питания B9 VBUS Плюс питания
A5 CC1 Конфигурирующий канал (или согласующий) B8 SBU2 Дополнительный канал (Sideband)
A6 D+ High-Speed дифференциальная пара[lower-alpha 2], положение 1, данные+ B7 D- High-Speed дифференциальная пара[lower-alpha 2], положение 2[lower-alpha 3], данные-
A7 D- High-Speed дифференциальная пара[lower-alpha 2], положение 1, данные- B6 D+ High-Speed дифференциальная пара[lower-alpha 2], положение 2[lower-alpha 3], данные+
A8 SBU1 Дополнительный канал (Sideband) B5 CC2 Конфигурирующий канал (или согласующий)
A9 VBUS Плюс питания B4 VBUS Плюс питания
A10 RX2- SuperSpeed дифференциальная пара #4[lower-alpha 1], прием- B3 TX2- SuperSpeed дифференциальная пара #3[lower-alpha 1], передача-
A11 RX2+ SuperSpeed дифференциальная пара #4[lower-alpha 1], прием+ B2 TX2+ SuperSpeed дифференциальная пара #3[lower-alpha 1], передача+
A12 GND Заземление B1 GND Заземление
  1. Экранированная дифференциальная пара, может использоваться для реализации USB SuperSpeed (3.0), SuperSpeed+ (3.1), SuperSpeed++ (3.2) — до 20 Гбит/с
  2. Неэкранированная дифференциальная пара, может использоваться для реализации USB Low-Speed (1.0), Full-Speed (1.1), High-Speed (2.0) — до 480 Мбит/с
  3. В штекере дифференциальная пара подключается только в одном положении, во 2-ом положении контакты отсутствуют.
USB-C разъём (гнездо) в устройстве

Цоколёвки кабеля
Назначение проводников в кабеле USB 3.1 Type-C
Разъём № 1 кабеля Type-C Кабель Type-C Разъём № 2 кабеля Type-C
КонтактНазвание Цвет оболочки проводника Название Описание КонтактНазвание
ОплёткаЭкран Оплётка кабеля Экран Внешняя оплётка кабеля ОплёткаЭкран
A1, B1, A12, B12GND Лужёный GND_PWRrt1
GND_PWRrt2		 Общая земля A1, B1, A12, B12GND
A4, B4, A9, B9VBUS Красный PWR_VBUS1
PWR_VBUS2		 VBUS питание A4, B4, A9, B9VBUS
B5VCONN Жёлтый
PWR_VCONN VCONN питание B5VCONN
A5CC Синий CC Канал конфигурирования A5CC
A6Dp1 Белый UTP_Dp Неэкранированная дифференциальная пара, positive A6Dp1
A7Dn1 Зелёный UTP_Dn Неэкранированная дифференциальная пара, negative A7Dn1
A8SBU1 Красный SBU_A Полоса передачи данных A B8SBU2
B8SBU2 Чёрный SBU_B Полоса передачи данных B A8SBU1
A2SSTXp1 Жёлтый * SDPp1 Экранированная дифференциальная пара #1, positive B11SSRXp1
A3SSTXn1 Коричневый * SDPn1 Экранированная дифференциальная пара #1, negative B10SSRXn1
B11SSRXp1 Зелёный * SDPp2 Экранированная дифференциальная пара #2, positive A2SSTXp1
B10SSRXn1 Оранжевый * SDPn2 Экранированная дифференциальная пара #2, negative A3SSTXn1
B2SSTXp2 Белый * SDPp3 Экранированная дифференциальная пара #3, positive A11SSRXp2
B3SSTXn2 Чёрный * SDPn3 Экранированная дифференциальная пара #3, negative A10SSRXn2
A11SSRXp2 Красный * SDPp4 Экранированная дифференциальная пара #4, positive B2SSTXp2
A10SSRXn2 Синий * SDPn4 Экранированная дифференциальная пара #4, negative B3SSTXn2
* Цвета для оболочки проводников не установлены стандартом
USB-C разъём (штекер) на соединительном кабеле. Существуют варианты, когда B6 и B7 также подключены к кабелю, например для VirtualLink.

Поддержка в программном обеспечении
  • Linux поддерживает USB 3.0 с версии ядра 2.6.31 и USB 3.1 начиная с ядра версии 4.6.
  • Apple MacOS поддерживает USB 3.1, USB Type-C, альтернативные режимы и USB Power Delivery[24].
  • Microsoft Windows 10 и Microsoft Windows 10 для мобильных устройств поддерживают USB 3.1, USB Type-C, альтернативные режимы, USB Power Delivery, аудио аксессуары и USB «Dual Role»[25][26]. В обновлениях к Microsoft Windows 8.1 была добавлена поддержка USB Type-C[27].
  • Google Android Marshmallow поддерживает USB 3.1 и USB Type-C[28].
  • Google Chrome OS поддерживает USB 3.1 и USB Type-C, начиная с Chromebook Pixel 2015 и поддерживает альтернативные режимы и USB Power Delivery[29].

Аппаратная поддержка

Постепенно увеличивается ассортимент материнских плат, ноутбуков, планшетов, смартфонов, жёстких дисков, USB-концентраторов и других устройств, выпущенных после 2014 года, поддерживающих разъём USB Type-C.

Нестандартные кабели со штекером USB Type-C на одном конце и гнездом стандарта A или Micro-B на другом некорректно соединяют конфигурационные каналы (CC) через 10 кОм подтягивающий резистор к шине питания вместо установленного в спецификации 56 кОм резистора. В результате устройство, подключённое к кабелю, некорректно определяет допустимую мощность, что приводит к некорректной работе с рядом продуктов, включая продукцию Apple и Google, а в ряде случаев повреждает источник питания, концентратор или USB-порт компьютера[30][31][32].

Некоторые производители, в том числе Apple, не маркируют разъём USB Type-C, что усложняет подбор совместимой периферии[33].

См. также

Примечания
  1. https://www.usb.org/sites/default/files/usb_type-c_language_product_and_packaging_guidelines_final.pdf
  2. Hruska, Joel. USB-C vs. USB 3.1: What's the difference?. ExtremeTech (13 марта 2015). Дата обращения: 9 апреля 2015.
  3. Howse, Brett USB Type-C Connector Specifications Finalized (August 12, 2014). Дата обращения: 28 декабря 2014.
  4. Ngo, Dong USB Type-C: One cable to connect them all. CNET. Дата обращения: 18 июня 2015.
  5. USB Type-C Connector Specifications Finalized. AnandTech.com. Дата обращения: 18 июня 2015.
  6. USB Type-C Cable and Connector : Language Usage Guidelines from USB-IF (PDF). Usb.org. Дата обращения: 18 июня 2015.
  7. Technical Introduction of the New USB Type-C Connector. Intel.ActiveEvents.com. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 29 декабря 2014 года.
  8. DisplayPort Alternate Mode for USB Type-C Announced - Video, Power, & Data All Over Type-C. AnandTech.com. Дата обращения: 18 июня 2015.
  9. Introduction to USB Type-C (PDF). Microchip.com. Дата обращения: 18 июня 2015.
  10. Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Revision 1.1 (April 3, 2015), section 2.2, page 20
  11. VESA® Brings DisplayPort™ to New USB Type-C Connector. DisplayPort (22 сентября 2014). Дата обращения: 18 июня 2015.
  12. MHL® – Expand Your World. MHLTech.org. Дата обращения: 18 июня 2015.
  13. MHL® – Expand Your World. MHLTech.org (17 ноября 2014). Дата обращения: 18 июня 2015.
  14. Thunderbolt 3 – The USB-C That Does It All | Thunderbolt Technology Community. Thunderbolttechnology.net. Дата обращения: 18 июня 2015.
  15. One port to rule them all: Thunderbolt 3 and USB Type-C join forces, <http://www.cnet.com/news/thunderbolt-3-and-usb-type-c-join-forces-for-one-port-to-rule-them-all/>. Проверено 2 июня 2015.
  16. Thunderbolt 3 is twice as fast and uses reversible USB-C, <http://www.engadget.com/2015/06/02/thunderbolt-3-usb-c/>. Проверено 2 июня 2015.
  17. Thunderbolt 3 embraces USB Type-C connector, doubles bandwidth to 40Gbps, <http://arstechnica.co.uk/gadgets/2015/06/thunderbolt-3-embraces-usb-type-c-connector-doubles-bandwidth-to-40gbps/>. Проверено 2 июня 2015.
  18. HDMI Press Release: HDMI Releases Alternate Mode for USB Type-C™ Connector (недоступная ссылка). hdmi.org. Дата обращения: 16 сентября 2016. Архивировано 24 декабря 2018 года.
  19. HDMI Alt Mode for USB Type-C Announced. anandtech.com.
  20. A new standard will allow your USB-C devices to connect to HDMI. neowin.net.
  21. HDMI Alt Mode for USB Type-C™ Connector (недоступная ссылка). hdmi.org. Дата обращения: 16 сентября 2016. Архивировано 19 сентября 2016 года.
  22. Cunningham, Andrew USB 3.1 and Type-C: The only stuff at CES that everyone is going to use | Ars Technica UK. ArsTechnica.co.uk (9 января 2015). Дата обращения: 18 июня 2015.
  23. [802.3_DIALOG USB-C Ethernet Alternate Mode]. ieee (26 марта 2015).
  24. Using the USB-C port and adapters on your MacBook (Retina, 12-inch, Early 2015) - Apple Support. Support.Apple.com (28 мая 2015). Дата обращения: 18 июня 2015.
  25. Когда один физический порт может быть как управляющим портом — host port, так и управляемым — device port, по аналогии с USB OTG — USB Dual Role Driver Stack Architecture / Microsoft
  26. Windows support for USB Type-C connectors. Microsoft MSDN. Дата обращения: 30 сентября 2015.
  27. Update for USB Type-C billboard support and Kingston thumb drive is enumerated incorrectly in Windows. Дата обращения: 8 декабря 2015.
  28. Android – Marshmallow. Дата обращения: 12 октября 2015.
  29. Charge your Chromebook Pixel (2015) (недоступная ссылка). Дата обращения: 31 октября 2015. Архивировано 11 июля 2019 года.
  30. Kif Leswing. Google Engineer Reviews Defective USB Cables on Amazon - Fortune. Fortune (5 November 2015).
  31. Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Revision 1.1 (April 3, 2015), page 60, table 3-13, note 1
  32. In response to the Type-C cable discussions. oneplus.net.
  33. Total Nightmare: USB-C and Thunderbolt 3 (англ.), fosketts.net (October 29, 2016). Дата обращения 31 октября 2016.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.