Uma das coisas incríveis sobre o USB-C são seus recursos de alta velocidade. A pinagem oferece quatro pares diferenciais de alta velocidade e vários pares diferenciais de baixa velocidade, permitindo transferir grandes quantidades de dados através de conectores por menos de um centavo. Nem todos os dispositivos usam esse recurso, nem deveriam – o USB-C foi projetado para ser acessível a todos os dispositivos portáteis. No entanto, quando o seu dispositivo precisar de alta velocidade via USB-C, você descobrirá que o USB-C pode fornecer essa alta velocidade e seu desempenho.
A capacidade de obter uma interface de alta velocidade do USB-C é chamada de Modo Alternativo ou Modo Alternativo, abreviadamente. As três alternativas que você pode encontrar hoje são USB3, DisplayPort e Thunderbolt, com algumas já desaparecendo, como HDMI e VirtualLink, e algumas em ascensão, como USB4. A maioria dos modos alternativos requer comunicação digital USB-C usando algum tipo de mensagem de link PD. No entanto, nem todos os USB3s são os mais simples. Vamos ver o que o modelo alternativo faz.
Se você viu a pinagem, viu os pinos de alta velocidade. Hoje quero mostrar quais interfaces estão disponíveis nesses pinos hoje. Esta não é uma lista completa ou extensa – não vou falar sobre coisas como USB4, por exemplo, em parte porque não sei o suficiente ou não tenho experiência com ele; é seguro presumir que teremos mais dispositivos equipados com USB no futuro -C para dispositivos de alta velocidade. Além disso, o USB-C é flexível o suficiente para que hackers possam expor Ethernet ou SATA de forma compatível com USB-C – se é isso que você está procurando, talvez esta análise possa ajudá-lo a descobrir.
USB3 é muito, muito simples – apenas alguns TX e alguns RX, embora a taxa de transferência seja muito maior que a do USB2, é controlável para hackers. Se você estiver usando uma PCB multicamada com controle de impedância de sinal USB3 e respeito por pares diferenciais, sua conexão USB3 normalmente funcionará bem.
Não mudou muita coisa para USB3 em vez de USB-C – você terá um multiplexador para lidar com a rotação, mas isso é tudo. Os multiplexadores USB3 são abundantes, portanto, se você adicionar uma porta USB-C habilitada para USB3 à sua placa-mãe, é improvável que tenha problemas. Há também o Dual Channel USB3, que usa dois canais USB3 paralelos para aumentar a largura de banda, mas os hackers geralmente não encontram ou precisam disso, e o Thunderbolt tende a cobrir melhor essa área. Quer converter um dispositivo USB3 em um dispositivo USB-C? Tudo que você realmente precisa é de um multiplexador. Se você está pensando em instalar um conector MicroUSB 3.0 em sua placa-mãe para seus dispositivos de alta velocidade, peço educadamente, mas fortemente, que mude de ideia e instale um conector USB-C e VL160 nele.
Se você estiver projetando um dispositivo USB3 com plugue, você nem precisa de um multiplexador para lidar com a rotação – na verdade, você não precisa de nenhuma detecção de rotação. Um único resistor não controlado de 5,1kΩ é suficiente para criar uma unidade flash USB3 que se conecta diretamente a uma porta USB-C ou para criar um adaptador USB-C macho para fêmea USB-A 3.0. No que diz respeito aos soquetes, você pode evitar o uso de um multiplexador se tiver conexões USB3 livres para sacrificar, o que obviamente não é muito. Não sei o suficiente sobre USB3 de canal duplo para ter certeza se o USB3 de canal duplo suporta tal conexão, mas acho que a resposta “não” seria mais provável do que “sim”!
DisplayPort (DP) é uma ótima interface para conectar monitores de alta resolução – ultrapassou o HDMI em desktops, dominando o espaço de exibição integrado na forma de eDP e fornecendo alta resolução em um único cabo, geralmente melhor que HDMI. Ele pode ser convertido para DVI ou HDMI usando um adaptador barato que usa o padrão DP++ e é isento de royalties como o HDMI. Faz sentido que a aliança VESA trabalhe com o grupo USB para implementar o suporte DisplayPort, especialmente à medida que os transmissores DisplayPort em SoCs se tornam cada vez mais populares.
Se você estiver usando um dock com saída HDMI ou VGA, ele usará o modo alternativo DisplayPort nos bastidores. Os monitores vêm cada vez mais com uma entrada DisplayPort via USB-C e, graças a um recurso chamado MST, você pode conectar monitores, proporcionando uma configuração de vários monitores com um único cabo – a menos que você esteja usando um Macbook, como a Apple abandonou com macOS. MST é compatível com .
Além disso, um fato interessante – o modo alternativo DP é um dos poucos modos alternativos que usa pinos SBU que são remapeados para o par DisplayPort AUX. A falta geral de pinos USB-C também significa que os pinos de configuração DP devem ser excluídos, exceto para o modo de compatibilidade DP++ HDMI/DVI, portanto, todos os adaptadores USB-C DP-HDMI são conversores DP-HDMI efetivamente ativos. Mascaramento – Ao contrário do DP++, o DP++ permite usar interruptores de nível para suporte HDMI.
Se quiser alterar o DisplayPort, você provavelmente precisará de um multiplexador habilitado para DP, mas o mais importante, você deve ser capaz de enviar mensagens PD personalizadas. Primeiro, toda a parte de “conceder/solicitar modo DP alternativo” é feita através do PD – não há resistores suficientes. Também não há pinos livres para o HPD, que é um sinal crítico no DisplayPort, portanto, os eventos hotplug e abort são enviados como mensagens pelo link PD. Dito isso, não é muito difícil de implementar, e estou pensando em uma implementação amigável para hackers – até então, se você precisar usar o modo alternativo DP para emitir DP ou HDMI através de uma porta USB-C, existem chips como o CYPD3120 que permite escrever firmware para isso.
Uma das coisas que destaca o Modo Alternativo DP é que ele possui quatro pistas de alta velocidade em USB-C, permitindo combinar uma conexão USB3 em um lado da porta USB-C e uma conexão DisplayPort de link duplo no outro. É assim que todos os docks “Portas USB3, Periféricos e Saída HDMI” funcionam. Se a resolução de duas pistas for uma limitação para você, você também pode comprar um adaptador de quatro pistas – devido à falta de USB3, não haverá transferência de dados, mas você pode obter resolução ou taxas de quadros mais altas com duas pistas DisplayPort adicionais.
Acho que o modo alternativo DisplayPort é uma das melhores coisas do USB-C e, embora os laptops e telefones mais baratos (ou mais infelizes) não o suportem, é bom ter um dispositivo que o suporte. É claro que às vezes uma grande empresa obtém essa alegria diretamente, como aconteceu com o Google.
Em particular, via USB-C você pode obter o Thunderbolt 3 e, em breve, o Thunderbolt 4, mas até agora é simplesmente fantástico. Thunderbolt 3 era originalmente uma especificação proprietária que acabou sendo de código aberto pela Intel. Aparentemente, eles não são abertos o suficiente ou têm outra ressalva, e como os dispositivos Thunderbolt 3 ainda estão sendo construídos exclusivamente com chips Intel, acho que a falta de concorrência é a razão pela qual os preços permanecem triplamente estáveis. território digital. Em primeiro lugar, por que você está procurando dispositivos Thunderbolt? Além da velocidade mais alta, há outro recurso matador.
Você obtém largura de banda PCIe via Thunderbolt e até 4x a largura de banda! Este tem sido um tema importante para aqueles que precisam de suporte eGPU ou armazenamento externo rápido na forma de unidades NVMe que alguns hackers usam para FPGAs conectados a PCIe. Se você tiver dois computadores habilitados para Thunderbolt (por exemplo, dois laptops), também poderá conectá-los usando um cabo habilitado para Thunderbolt – isso cria uma interface de rede de alta velocidade entre eles sem componentes adicionais. Sim, claro, o Thunderbolt pode facilmente encapsular DisplayPort e USB3 internamente. A tecnologia Thunderbolt é muito poderosa e deliciosa para usuários avançados.
No entanto, toda essa frieza é alcançada por meio de uma pilha de tecnologia proprietária e complexa. Thunderbolt não é algo que um hacker solitário possa criar facilmente, embora alguém deva tentar algum dia. E apesar dos muitos recursos do dock Thunderbolt, o lado do software geralmente causa problemas, especialmente quando se trata de coisas como tentar dormir para trabalhar em um laptop sem travar o núcleo do eGPU. Se ainda não estiver óbvio, estou ansioso para que a Intel o monte.
Eu continuo dizendo “multiplexador”. O que é isso? Resumindo, esta parte ajuda a lidar com o handshake de alta velocidade de acordo com a rotação do USB-C.
High-Speed Lane é a parte do USB-C mais afetada pela rotação da porta. Se a sua porta USB-C usa High Speed Lane, você precisará de um chip multiplexador (multiplexador) para gerenciar as duas voltas USB-C possíveis – alinhando a orientação das portas e cabos em ambas as extremidades com os próprios receptores internos de alta velocidade . e os transmissores são compatíveis com o dispositivo conectado. Às vezes, se o chip de alta velocidade for projetado para USB-C, esses multiplexadores estarão dentro do chip de alta velocidade, mas geralmente são chips separados. Quer adicionar suporte para USB-C de alta velocidade a um dispositivo que ainda não oferece suporte para USB-C de alta velocidade? Os multiplexadores sustentarão as operações de comunicações de alta velocidade.
Se o seu dispositivo tiver um conector USB-C com High Speed Lane, você precisará de um multiplexador – cabos fixos e dispositivos com conectores não precisam dele. Geralmente, se você estiver usando um cabo para conectar dois dispositivos de alta velocidade com slots USB-C, ambos precisarão de um multiplexador – controlar a rotação do cabo é responsabilidade de cada dispositivo. Em ambos os lados, o multiplexador (ou o controlador PD conectado ao multiplexador) controlará a direção do pino CC e agirá de acordo. Além disso, muitos desses multiplexadores são usados para finalidades diferentes, dependendo do que você deseja da porta.
Você verá multiplexadores para USB3 em laptops baratos que implementam apenas USB 3.0 em uma porta Tipo C e, se suportar DisplayPort, você terá um multiplexador com uma entrada adicional para misturar esses sinais de dispositivos. No Thunderbolt, o multiplexador será integrado ao chip Thunderbolt. Para hackers que trabalham com USB-C, mas não têm acesso ao Thunderbolt ou não precisam do Thunderbolt, a TI e a VLI oferecem vários bons multiplexadores para diversos fins. Por exemplo, tenho usado DisplayPort sobre USB-C ultimamente, e o VL170 (parece ser um clone 1: 1 do HD3SS460 da TI) parece um ótimo chip para uso combinado DisplayPort + USB3.
Multiplexadores USB-C que suportam DisplayPort (como o HD3SS460) não fazem nativamente controle de pinos CC e detecção de giro, mas isso é uma limitação razoável – DisplayPort requer um link PD bastante específico do aplicativo, o que é muito importante. capacidades de multiplexador. Você está satisfeito com o USB3 que não requer uma conexão PD? O VL161 é um IC multiplexador USB3 simples com uma entrada de polaridade, para que você mesmo possa definir a polaridade.
Se você também não precisa de detecção de polaridade - um PD analógico apenas de 5 V é suficiente para suas necessidades de USB3? Use algo como o VL160 – ele combina receptores e fontes PD analógicos, poder de processamento e intercalação de trilhas de alta velocidade, tudo em um. É um verdadeiro chip “Quero USB3 em vez de USB-C, quero que tudo seja gerenciado para mim”; por exemplo, placas de captura HDMI de código aberto recentes usam o VL160 para suas portas USB-C. Para ser justo, não preciso destacar o VL160 – existem dezenas desses microcircuitos; “USB3 mux para USB-C, faça tudo” é provavelmente o tipo mais popular de chip relacionado a USB-C.
Existem vários modos alternativos USB-C legados. O primeiro, pelo qual não vou chorar, é o Modo Alternativo HDMI; simplesmente coloca os pinos do conector HDMI sobre os pinos do conector USB-C. Ele pode fornecer HDMI via USB-C e parece estar disponível em smartphones há pouco tempo. No entanto, ele tem que competir com a facilidade de conversão para o modo alternativo HDMI DisplayPort, enquanto a conversão HDMI-DP costuma ser cara e não pode ser usada em conjunto com USB 3.0 porque o HDMI requer quatro pares diferenciais e bagagem de licenciamento HDMI, de acordo com parece ser estimulando o desenvolvimento do HDMI Alt Mode. Eu realmente acredito que deveria permanecer assim porque não acredito que nosso mundo possa ser melhorado adicionando mais HDMI.
No entanto, outro é bastante interessante – é chamado VirtualLink. Algumas grandes empresas de tecnologia estão trabalhando em recursos USB-C em VR – afinal, é muito legal quando seu headset VR só precisa de um cabo para tudo. No entanto, os óculos VR exigem interfaces de vídeo de alta resolução com tela dupla e alta taxa de quadros, bem como conexões de dados de alta velocidade para câmeras e sensores adicionais, e a combinação usual “DisplayPort + USB3 de link duplo” não pode fornecer tais recursos no momento. E o que você faz então
A equipe do VirtualLink diz que é fácil: você pode conectar dois pares redundantes USB2 a um conector USB-C e usar quatro pinos para conectar USB3. Lembra do chip de conversão USB2 para USB3 que mencionei em um pequeno artigo há meio ano? Sim, seu alvo original era o VirtualLink. Claro, esta configuração requer um cabo personalizado mais caro e dois pares blindados adicionais, e requer até 27W de energia do PC, ou seja, uma saída de 9V, o que raramente é visto em carregadores de parede USB-C ou dispositivos móveis. poder. A diferença entre USB2 e USB3 é frustrante para alguns, mas para VR o VirtualLink parece muito útil.
Algumas GPUs vêm com suporte para VirtualLink, mas isso não é suficiente no longo prazo, e laptops notórios por muitas vezes não terem portas USB-C também não. Isso fez com que a Valve, um participante importante no acordo, desistisse de adicionar a integração do VirtualLink ao Valve Index, e tudo piorou a partir daí. Infelizmente, o VirtualLink nunca se tornou popular. Seria uma alternativa interessante – um único cabo seria uma ótima escolha para usuários de VR, e exigir uma voltagem mais alta via USB-C também nos daria mais de 5 V com funcionalidade PD. Portas – Nem laptops nem PCs oferecem esses recursos atualmente. Sim, apenas um lembrete – se você tiver uma porta USB-C em seu desktop ou laptop, ela certamente lhe dará 5V, mas você não conseguirá nada maior.
No entanto, vejamos o lado positivo. Se você tiver uma dessas GPUs com porta USB-C, ela suportará USB3 e DisplayPort!
A grande vantagem do USB-C é que os fornecedores ou hackers podem definitivamente definir seu próprio modo alternativo, se quiserem, e embora o adaptador seja semiproprietário, ainda é essencialmente uma porta USB-C para carregamento e transferência de dados. Quer modo alternativo Ethernet ou porta dupla SATA? faça isso. Já se foram os dias em que era necessário procurar conectores extremamente obscuros para seus dispositivos, pois cada dock e conector de carga são diferentes e podem custar mais de US $ 10 cada, se forem raros o suficiente para serem encontrados.
Nem toda porta USB-C precisa implementar todos esses recursos, e muitas não. No entanto, muitas pessoas o fazem e, com o passar do tempo, obtemos cada vez mais funcionalidades das portas USB-C normais. Esta unificação e padronização terá resultados no longo prazo e, embora haja desvios de tempos em tempos, os fabricantes aprenderão a lidar com eles de maneira mais inteligente.
Mas uma coisa que sempre me perguntei é por que a rotação do plugue não é controlada colocando os fios + e – em lados opostos. Assim, se o plugue estiver conectado da maneira “errada”, + será conectado a – e – será conectado a +. Depois de decodificar o sinal no receptor, basta inverter os bits para obter os dados corretos.
Essencialmente, o problema é a integridade do sinal e a diafonia. Imagine, digamos, um conector de 8 pinos, duas fileiras de quatro, 1/2/3/4 de um lado e 5/6/7/8 do outro, onde 1 é o oposto de 5. Digamos que você queira um par de +/- receber/transmitir. Você poderia tentar colocar Tx+ no pino 1, Tx- no pino 8, Rx+ no pino 4 e Rx- no pino 5. Obviamente, inserir de volta apenas swaps +/-.
Mas o sinal elétrico na verdade não viaja através do pino de sinal, ele viaja entre o sinal e seu retorno no campo elétrico. Tx-/Rx- deve ser o “retorno” de Tx+/Rx+ (e obviamente vice-versa). Isso significa que os sinais Tx e Rx realmente se cruzam.
Você “poderia” tentar consertar isso tornando os sinais complementares desequilibrados – essencialmente colocando um plano de terra muito estreito próximo a cada sinal. Mas, neste caso, você perde a imunidade ao ruído de modo comum do par diferencial, o que significa que a diafonia simples de Tx+/Rx- opostos um ao outro não é cancelada.
Se você comparar isso com a colocação de Tx+/Tx- nos pinos 1/2 e 7/8 e Rx+/Rx- nos pinos 3/4 e 5/6 através de um multiplexador, agora os sinais Tx/Rx não se cruzam e toda diafonia é causada nos contatos Tx ou Rx, será algo comum para ambos os pares e parcialmente compensado.
(Obviamente, um conector real também terá muitos pinos de aterramento, só não mencionei isso por uma questão de brevidade.)
> A unificação traz compatibilidade difícil de dizer, na IMO o que o USB-C traz é apenas um mundo de incompatibilidades ocultas que são difíceis de entender para quem entende de tecnologia, já que as especificações nem mesmo indicam o que ele pode/não pode fazer. e só vai piorar à medida que mais modos alternativos forem adicionados, e esses mesmos cabos também apresentam problemas…
A maioria dos conectores de alimentação pré-USB-C eram conectores cilíndricos, que são muito mais baratos que o USB-C. Embora a maioria das marcas de estações de acoplamento possam ter conectores estranhos que são um incômodo, elas também costumam ter acesso direto ao PCI-E e outros barramentos e geralmente têm uma quantidade significativa de pistas – mais rápido que o USB-C, pelo menos relativamente ao seu tempo. … USB-C não era um pesadelo para hackers que queriam apenas USB-2, apenas um conector caro, e o conector dock não era ideal, mas quando você realmente precisa de algo complexo. Quando se trata de recursos de alta velocidade, o USB-C leva a outro nível de desempenho.
Na verdade, essa também foi a minha impressão. O padrão permite tudo, mas ninguém implementará nada que dificulte o trabalho conjunto de dois dispositivos USB-C. Eu já passei por isso; Há anos que alimentei meu tablet por meio de um adaptador de alimentação USB-A e um cabo USB-A para USB-C. Isso me permite carregar um adaptador para meu tablet e telefone. Comprei um laptop novo e o adaptador antigo não carrega – depois de ler o post anterior, percebi que provavelmente ele precisa de uma das tensões mais altas que o adaptador USB-A não pode fornecer. Mas se você não conhece os detalhes dessa interface muito complexa, não está claro por que o cabo antigo não funciona.
Mesmo um provedor não pode fazer isso. Recebemos tudo da Dell no escritório. Laptop Dell, dock station Dell (USB3) e monitor Dell.
Não importa qual dock eu uso, recebo um erro “Exibir limite de conexão”, erro “Limite de carregamento”, apenas uma das duas telas funciona ou não se conecta ao dock. É uma bagunça.
As atualizações de firmware devem ser realizadas na placa-mãe, na docking station e os drivers também devem ser atualizados. Finalmente fez a maldita coisa funcionar. USB-C sempre foi uma dor de cabeça.
Eu uso estações de acoplamento que não são da Dell e tudo correu bem! =D Fazer um dock USB-C decente não parece tão difícil – eles geralmente funcionam muito bem até você se deparar com excentricidades do Thunderbolt, e mesmo assim há problemas no domínio “conectar, desconectar, trabalhar”. Não vou mentir, neste momento eu queria ver um esquema de placa-mãe para um laptop Dell com essas docks.
Arya está certa. Todos os problemas desapareceram quando comprei um divisor barato com alimentação USB-C da Amazon. Teclados, webcams, dongles USB podem ser conectados, o monitor é conectado à porta USB-C, HDMI ou DP do laptop e está pronto para uso. Um cara de TI me disse o que fazer e disse que o dock da Dell não valia o dinheiro gasto.
Não, esses são apenas idiotas da Dell – aparentemente eles decidiram tornar o produto incompatível com USB-C ao usar o mesmo conector.
Sim, se você me perguntar, um dispositivo como um tablet precisa ser mais específico sobre “por que não está totalmente carregado”. A mensagem pop-up “É necessário pelo menos 9V @ 3A carregador USB-C” resolverá problemas de pessoas como esse e fará exatamente o que o fabricante do tablet espera. No entanto, não podemos nem acreditar que algum deles lançará pelo menos uma atualização de firmware depois que o dispositivo for colocado à venda.
Não apenas mais barato, mas também mais forte. Quantos conectores USB quebrados você viu em vários dispositivos? Costumo fazer isso – e geralmente esse dispositivo é jogado fora, porque não é economicamente viável consertá-lo…
Os conectores USB, começando com o micro USB, têm sido bastante frágeis, e ter que conectá-los e desconectá-los constantemente, geralmente por pessoas que não os alinham corretamente, usam muita força, balançando-os de um lado para o outro, torna os conectores terríveis. Para dados, isso pode ser tolerável, mas dado que o USB-C agora também está sendo usado para alimentar tudo, desde smartwatches até laptops inteiros e todos os tipos de dispositivos eletrônicos que não usam dados, conectores danificados se tornarão cada vez mais comuns. . Quanto mais nos preocupa – e sem uma boa razão.
É isso mesmo, só vi um conector cilíndrico quebrado e é bastante fácil de consertar (além da versão Dell BS, ele só funciona em um carregador proprietário que pode se comunicar com ele, que é bastante frágil, você pode danificá-lo mesmo se você nunca anda de bicicleta..) Mesmo para um reparador experiente, o conector USB-C será PITA, com mais área de PCB, pinos de solda menores…
Os conectores cilíndricos são normalmente classificados para meio ciclo (ou menos) dos conectores USB-C normais. Isso ocorre porque o pino central flexiona cada vez que é inserido e, com USB, o braço da alavanca é mais curto. Já vi muitos macacos de barril que foram danificados pelo uso.
Uma das razões pelas quais o USB-C parece menos confiável são os conectores ou cabos baratos. Se você encontrar um produto que pareça “estiloso” ou “mais legal” com moldagem por injeção ou algo assim, provavelmente é uma porcaria. Disponível apenas nos principais fabricantes de cabos com especificações e desenhos.
Outro motivo é que você está usando mais USB-C do que conectores em formato de barril. Os telefones se conectam e desconectam todos os dias, às vezes várias vezes.
Horário da postagem: 24 de junho de 2023