Klasyfikacja ról i definicja USB Type-C

paź 13, 2023

Klasyfikacja ról i definicja USB Type-C

USB to magistrala z relacją master-slave. W USB może znajdować się tylko jeden host USB, a pozostałe urządzenia są urządzeniami podrzędnymi.

Przed podłączeniem dwóch urządzeń w USB zazwyczaj określa się ich relację master-slave (z wyjątkiem OTG). Na przykład port DFP (DownStreaming Face Port) USB jest zazwyczaj hostem, podczas gdy UpStreaming Face Port (UFP) USB jest urządzeniem podrzędnym. W erze USB2.0 i USB3.0 większość urządzeń nadal korzystała z interfejsów, takich jak TYPE-A i TYPE-B, które łatwo rozróżnić ich role według typu. Ogólnie rzecz biorąc, TYPE-A jest hostem, TYPE-B, Micro B i MINI są urządzeniami podrzędnymi.

Począwszy od USB3.1, oba końce USB mogą być interfejsami TYPE-C. Bardziej zaawansowany USB4 może korzystać tylko z interfejsów TYPE-C. Ten typ interfejsu jest taki sam po stronie urządzenia i po stronie hosta. Dzieje się tak do pewnego stopnia, że nie można stwierdzić, który z nich jest hostem, a który urządzeniem podrzędnym.

W poprzednim protokole USB, jeśli interfejsem urządzenia jest DFP, musi ono być hostem lub pełnić funkcję hosta. Jeśli interfejsem urządzenia jest UFP, musi to być urządzenie podrzędne lub mieć funkcję urządzenia podrzędnego. Ponieważ jednak TYPE-C wprowadza protokół ładowania PD, realizuje przełączanie między urządzeniami nadrzędnymi i podrzędnymi oraz rozszerza i redefiniuje pierwotne dwie role. Interfejs DFP to nie tylko host USB, a interfejs UFP to również nie tylko UFP.


TYPE-C definiuje więcej typów ról w porównaniu z poprzednią specyfikacją USB, którymi są:
  • Czysta strona zasilająca: Może być używana tylko jako strona zasilająca (Źródło) i nie może być przełączona na odbiornik energii (Sink) poprzez umowę na dostawę energii.
  • Domyślna strona zasilacza: Jest to domyślnie strona zasilacza i może być przełączona na odbiornik energii za pomocą protokołu zasilania.
  • Czysty odbiornik energii: Może być używany tylko jako odbiornik energii i nie może być przełączony na dostawcę energii na podstawie umowy na dostawę energii.
  • Domyślny odbiornik energii: Jest to domyślnie odbiornik energii i można go przełączyć na dostawcę energii za pośrednictwem protokołu zasilania.
  • Przełączana podwójna rola: Domyślnie podwójna rola (DRP), role można przełączać za pomocą protokołu zasilania.
  • Dwuzadaniowe urządzenie zasilające: Domyślnie działa jako dwuzadaniowe i może przełączać rolę zasilacza za pośrednictwem protokołu zasilania. Posiada funkcje DFP i UFP, ale nie może być używany jako host USB, taki jak upstream Twarz port (UFP) koncentratora.
  • Host zużywający energię dwufunkcyjny: Domyślnie działa jako podwójna rola i może przełączać rolę zasilacza za pośrednictwem protokołu zasilania. Posiada funkcje DFP i UFP, ale nie może być używany jako urządzenie USB (detico), takie jak downstream Huba Port twarzy(DFP).
 
Ról Rola funkcji komunikacji początkowego połączenia Ilustrują
impreza zasilająca(Źródło) Port twarzy przesyłania strumieniowego w dół (DFP) Moc wyjściowa interfejsu
impreza zużycia energii(Zlew) Port rozpoznawania twarzy w górę (UFP) Moc wejściowa interfejsu
Urządzenia dwufunkcyjne(Port podwójnej roli, DRB) Urządzenia dwufunkcyjne (DFP lub UFP) 1. Interfejs może być stroną zasilającą lub imprezą zużywającą energię. Podczas połączenia następuje przełączanie dwóch ról (DFP lub UFP). Obie strony identyfikują i określają role, gdy dwa urządzenia są połączone.
2. Gdy inne podłączone urządzenie jest zasilaczem, ten interfejs jest odbiornikiem energii;
3. Gdy inne podłączone urządzenie jest odbiornikiem energii, ten interfejs jest zasilaczem;
4. Gdy podłączone urządzenie ma również podwójne role, ten interfejs może być zasilaczem lub odbiornikiem energii.
 
  • Z punktu widzenia zasilania, interfejs Type-C może być zasilaczem (Source) lub odbiornikiem mocy (Sink) lub częścią o podwójnej roli (DRP).
  • Z punktu widzenia funkcji komunikacyjnych interfejs typu C może być Dalszych Port rozpoznawania twarzy (DFP) lub Nadrzędnego Twarz port(UFP) lub część pełniąca podwójną rolę.
  • Dla ich funkcji i ról jest on określany na podstawie roli zasilacza podczas podłączania. Gdy rola zasilacza jest stroną zasilacza, rola funkcjonalna jest domyślnie ustawiona na DFP; gdy rolą zasilacza jest odbiornik energii, rolą funkcjonalną jest domyślnie UFP.

Rola urządzeń typu C jest zwykle określana przed produkcją oraz czy dwa urządzenia typu C mogą się rozpoznawać i współpracować ze sobą po połączeniu.
 
  • "Nie działa" oznacza, że po urządzeniach są połączone, żadna ze stron nie rozpoznaje drugiej, nie ma zasilania i transmisji sygnału, ale nie spowoduje to uszkodzenia urządzeń.
  • "Działające" oznacza, że po wzajemnym połączeniu urządzeń obie strony mogą się nawzajem identyfikować oraz wykonywać zasilanie i komunikację.

Jak widać z powyższej tabeli, strona zużywająca energię elektryczną nie może pracować w połączeniu ze stroną zużywającą energię, a strona zużywająca energię nie może pracować w połączeniu ze stroną zużywającą energię. Urządzenia dwuzadaniowe mogą łączyć się z dowolnym urządzeniem, jeśli urządzenie dwufunkcyjne jest podłączone do urządzenia zasilającego, urządzenie działa jako odbiornik energii; Po podłączeniu do urządzenia zużywającego energię, urządzenie działa jako dostawca energii. W przypadku podłączenia do innego urządzenia o podwójnej roli, urządzenie będzie losowo działać jako zasilacz lub odbiornik energii.
 
Ról Impreza z zasilaczami Impreza zużycia energii Urządzenia dwufunkcyjne
impreza zasilająca Nie działa Roboczy Roboczy
impreza zużycia energii Roboczy Nie działa Roboczy
Urządzenia dwufunkcyjne Roboczy Roboczy Roboczy