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 USB na ogół 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 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 powiedzieć, 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 ono być urządzeniem podrzędnym lub mieć funkcję urządzenia podrzędnego. Ponieważ jednak TYPE-C wprowadza protokół ładowania PD, realizuje przełączanie między urządzeniami nadrzędnymi i podrzędnymi oraz rozszerza i na nowo definiuje dwie pierwotne 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 (ujście) w ramach umowy na dostawę energii.
  • Domyślna strona zasilacza: Jest to domyślnie strona zasilacza i można ją przełączyć na odbiornik energii za pomocą protokołu zasilania.
  • Odbiornik czystej mocy: Może być używany tylko jako odbiornik energii i nie może być przełączony na dostawcę energii w ramach umowy o dostawę energii.
  • Domyślny odbiornik energii: Jest to domyślnie odbiornik energii i można go przełączyć na dostawcę energii za pomocą 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 upstreamTwarz port (UFP) koncentratora.
  • Host zużywający energię z podwójną rolą: 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 koncentratoraPort twarzy(DFP).
 
Ról Początkowa rola funkcji komunikacyjnej połączenia Ilustrują
impreza zasilająca(Źródło) Port twarzy przesyłania strumieniowego w dół (DFP) Moc wyjściowa interfejsu
Impreza zużycia energii(Zlew) Przesyłanie strumieniowe Face Port (UFP) Moc wejściowa interfejsu
Urządzenia dwufunkcyjne(Port podwójnej roli, DRB) Urządzenia dwufunkcyjne (DFP lub UFP) 1. Interfejs może być stroną zasilającą lub stroną zużywającą energię. Przełączanie podwójnej roli (DFP lub UFP) następuje podczas połączenia. 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 odbiorcą energii, ten interfejs jest zasilaczem;
4. Gdy podłączone urządzenie ma również podwójną rolę, 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 Type-C może byćDalszychPort twarzy (DFP) lubNadrzędnegoTwarz 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, rolą funkcjonalną jest domyślnie 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 rozpoznawać się i współpracować ze sobą po podłączeniu.
 
  • "Nie działa" oznacza, że po urządzeniach są podłączone, żadna ze stron nie rozpoznaje drugiej, nie ma zasilania i transmisji sygnału, ale nie spowoduje to uszkodzenia urządzeń.
  • "Działający" oznacza, że po połączeniu urządzeń obie strony mogą się nawzajem identyfikować oraz wykonywać zasilanie i komunikację.

Jak widać z powyższej tabeli, strona zasilająca nie może pracować w połączeniu ze stroną zasilacza, 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 dwufunkcyjnego urządzenie będzie losowo działać jako zasilacz lub odbiornik energii.
 
Ról Impreza zasilająca Impreza zużycia energii Urządzenia dwufunkcyjne
impreza zasilająca Nie działa Roboczy Roboczy
Impreza zużycia energii Roboczy Nie działa Roboczy
Urządzenia dwufunkcyjne Roboczy Roboczy Roboczy