Klasyfikacja ról i definicja USB Type-C

13 października 2023

Klasyfikacja ról i definicja USB Type-C

Kabel USB to magistrala z relacją master-slave. W kablu USB może być tylko jeden host USB, a pozostałe urządzenia są podrzędne.

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

Począwszy od USB3.1, oba końce kabla USB mogą być interfejsami TYPE-C. Bardziej zaawansowany USB4 może korzystać wyłącznie z interfejsów TYPE-C. Ten typ interfejsu jest taki sam po stronie urządzenia i hosta. Do pewnego stopnia nie da się stwierdzić, który z nich jest gospodarzem, a który urządzeniem podrzędnym.

W poprzednim protokole USB, jeśli interfejs urządzenia jest DFP, musi być hostem lub pełnić funkcję hosta. Jeśli interfejs urządzenia jest UFP, musi być urządzeniem podrzędnym lub pełnić funkcję urządzenia podrzędnego. Jednak ponieważ TYPE-C wprowadza protokół ładowania PD, realizuje przełączanie się między urządzeniami master a slave oraz rozszerza i redefiniuje dwie pierwotne role. Interfejs DFP to nie tylko host USB, a interfejs UFP to także nie tylko UFP.


TYPE-C definiuje więcej typów ról w porównaniu do poprzedniej specyfikacji USB, które to:
  • Strona zasilania czystego: Może być używana wyłącznie jako strona zasilania (źródło) i nie może być przełączona na odbiorcę (Zlew) na mocy umowy o dostawę zasilania.
  • Domyślna strona zasilania: Domyślnie jest stroną zasilacza i może być przełączana na odbiorcę za pomocą protokołu zasilacza.
  • Konsument czysty prądu: Może być używany wyłącznie jako odbiorca energii i nie może być przełączany na dostawcę energii na podstawie umowy o dostawę energii.
  • Domyślny odbiorca energii: Domyślnie jest konsumentem energii i może być przełączany na dostawcę energii za pośrednictwem protokołu zasilania.
  • Przełączalna podwójna rola: Domyślnie ustawiona na podwójną rolę (DRP), role można przełączać za pomocą protokołu zasilania.
  • Urządzenie zasilacza o podwójnej roli: Domyślnie działa jako podwójne i może przełączać rolę zasilacza za pomocą protokołu zasilania. Posiada funkcje DFP i UFP, ale nie może być używany jako host USB, na przykład w upstreamTwarz port (UFP) HUB-a.
  • Dwurolowy energochłonny host: Domyślnie działa jako podwójny i może przełączać rolę zasilania za pomocą protokołu zasilania. Posiada funkcje DFP i UFP, ale nie może być używany jako urządzenie USB (detico), na przykład w downstream HubaFront Port(DFP).
 
Role Rola początkowej funkcji komunikacyjnej połączenia zilustruj
Impreza zasilania(Źródło) DownStreaming Face Port (DFP) Moc wyjściowa interfejsu
Impreza zużycia energii(Zlew) UpStreaming Face Port (UFP) Zasilanie wejściowe interfejsu
Urządzenia o podwójnej roli(Port podwójnej roli, DRB) Urządzenia podwójnej roli (DFP lub UFP) 1. Interfejs może być stroną zasilania lub stroną zużycia energii. Przełączanie dwurolowe (DFP lub UFP) zachodzi podczas połączenia. Obie strony identyfikują i określają role, gdy oba urządzenia są połączone.
2. Gdy inne podłączone urządzenie jest zasilaczem, ten interfejs jest odbiorcą energii;
3. Gdy inne podłączone urządzenie jest odbiorcą energii, ten interfejs jest zasilaczem;
4. Gdy podłączone urządzenie pełni również podwójne role, interfejs ten może być zasilaczem lub odbiorcą energii.
 
  • Z perspektywy zasilacza, interfejs Type-C może być zasilaczem (Source), odbiorcą (Sink) lub podwójną rolą (DRP).
  • Z perspektywy funkcji komunikacyjnych interfejs typu C może byćponiżej rzekiPort frontowy (DFP) lubPowyżej rzekiTwarz port(UFP) lub podwójną rolę.
  • Dla ich funkcji i ról jest to określane na podstawie roli zasilania podczas podłączania. Gdy rola zasilania jest stroną zasilania, rola funkcjonalna domyślnie przechodzi do DFP; gdy rola dostawcy zasilania jest odbiorcą energii, rola funkcjonalna domyślnie przechodzi do UFP.

Rola urządzeń typu C jest zazwyczaj ustalana przed wyprodukowaniem oraz czy dwa urządzenia typu C mogą rozpoznać i współpracować ze sobą po połączeniu.
 
  • "Nie działa" oznacza, że po urządzeniach są połączeni, żadna ze stron nie rozpoznaje drugiej strony, nie ma zasilania ani transmisji sygnału, ale nie spowoduje to uszkodzenia urządzeń.
  • "Działające" oznacza, że po połączeniu urządzeń obie strony mogą się zidentyfikować oraz wykonywać zasilanie i komunikację.

Jak widać z powyższej tabeli, strona zasilania nie może pracować w związku ze stroną zasilania, a strona konsumpcja nie może pracować w związku ze stroną konsumpcyjną. Urządzenia dwurolowe mogą łączyć się z dowolnym urządzeniem; jeśli urządzenie dwurolowe jest podłączone do urządzenia zasilającego, urządzenie działa jako odbiorca energii; jeśli jest podłączone do urządzenia zużywającego energię, urządzenie działa jako dostawca energii. Jeśli jest podłączone do innego urządzenia o podwójnej roli, urządzenie losowo działa jako zasilacz lub odbiorca energii.
 
Role Impreza zasilania Partia Zużycia Energii Urządzenia podwójnej roli
Impreza zasilania Nie działa Praca Praca
Impreza zużycia energii Praca Nie działa Praca
Urządzenia o podwójnej roli Praca Praca Praca