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].

Файл:USB Tpsi icon.svg
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].

СпецификацииПравить

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 режимыПравить

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 кабеляПравить

Цоколёвки разъёмаПравить

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[a], передача+ B11 RX1+ SuperSpeed дифференциальная пара #2[a], прием+
A3 TX1- SuperSpeed дифференциальная пара #1[a], передача- B10 RX1- SuperSpeed дифференциальная пара #2[a], 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[b], положение 1, данные+ B7 D- High-Speed дифференциальная пара[b], положение 2[c], данные-
A7 D- High-Speed дифференциальная пара[b], положение 1, данные- B6 D+ High-Speed дифференциальная пара[b], положение 2[c], 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[a], прием- B3 TX2- SuperSpeed дифференциальная пара #3[a], передача-
A11 RX2+ SuperSpeed дифференциальная пара #4[a], прием+ B2 TX2+ SuperSpeed дифференциальная пара #3[a], передача+
A12 GND Заземление B1 GND Заземление
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Экранированная дифференциальная пара, может использоваться для реализации USB SuperSpeed (3.0), SuperSpeed+ (3.1), SuperSpeed++ (3.2) — до 20 Гбит/с
  2. 1 2 3 4 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. 1 2 В штекере дифференциальная пара подключается только в одном положении, во 2-ом положении контакты отсутствуют.
 
USB-C разъём (гнездо) в устройстве

Цоколёвки кабеляПравить

Назначение проводников в кабеле USB 3.1 Type-C
Разъём № 1 кабеля Type-C Кабель Type-C Разъём № 2 кабеля Type-C
Контакт Название Цвет оболочки проводника Название Описание Контакт Название
Оплётка Экран Оплётка кабеля Экран Внешняя оплётка кабеля Оплётка Экран
A1, B1, A12, B12 GND Лужёный GND_PWRrt1
GND_PWRrt2
Общая земля A1, B1, A12, B12 GND
A4, B4, A9, B9 VBUS Красный PWR_VBUS1
PWR_VBUS2
VBUS питание A4, B4, A9, B9 VBUS
B5 VCONN Жёлтый
PWR_VCONN VCONN питание B5 VCONN
A5 CC Синий CC Канал конфигурирования A5 CC
A6 Dp1 Зелёный UTP_Dp Неэкранированная витая пара, positive A6 Dp1
A7 Dn1 Белый UTP_Dn Неэкранированная витая пара, negative A7 Dn1
A8 SBU1 Красный SBU_A Альтернативное использование A B8 SBU2
B8 SBU2 Чёрный SBU_B Альтернативное использование B A8 SBU1
A2 SSTXp1 Жёлтый * SDPp1 Экранированная дифференциальная пара #1, positive B11 SSRXp1
A3 SSTXn1 Коричневый * SDPn1 Экранированная дифференциальная пара #1, negative B10 SSRXn1
B11 SSRXp1 Зелёный * SDPp2 Экранированная дифференциальная пара #2, positive A2 SSTXp1
B10 SSRXn1 Оранжевый * SDPn2 Экранированная дифференциальная пара #2, negative A3 SSTXn1
B2 SSTXp2 Белый * SDPp3 Экранированная дифференциальная пара #3, positive A11 SSRXp2
B3 SSTXn2 Чёрный * SDPn3 Экранированная дифференциальная пара #3, negative A10 SSRXn2
A11 SSRXp2 Красный * SDPp4 Экранированная дифференциальная пара #4, positive B2 SSTXp2
A10 SSRXn2 Синий * SDPn4 Экранированная дифференциальная пара #4, negative B3 SSTXn2
* 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 обеспеченииПравить

  • 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 поддержкаПравить

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. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Архивированная копия. Дата обращения: 4 ноября 2018. Архивировано 5 ноября 2018 года.
  2. Hruska, Joel. USB-C vs. USB 3.1: What's the difference?. ExtremeTech (13 марта 2015). Дата обращения: 9 апреля 2015. Архивировано 11 апреля 2015 года.
  3. Howse, Brett USB Type-C Connector Specifications Finalized (August 12, 2014). Дата обращения: 28 декабря 2014. Архивировано 18 марта 2017 года.
  4. Ngo, Dong USB Type-C: One cable to connect them all. CNET. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 7 марта 2015 года.
  5. USB Type-C Connector Specifications Finalized. AnandTech.com. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 18 марта 2017 года.
  6. USB Type-C Cable and Connector : Language Usage Guidelines from USB-IF (PDF). Usb.org. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 5 ноября 2018 года.
  7. Technical Introduction of the New USB Type-C Connector. Intel.ActiveEvents.com. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 29 декабря 2014 года.
  8. 1 2 DisplayPort Alternate Mode for USB Type-C Announced - Video, Power, & Data All Over Type-C. AnandTech.com. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 18 декабря 2014 года.
  9. Introduction to USB Type-C (PDF). Microchip.com. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 16 августа 2017 года.
  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. Архивировано 5 октября 2015 года.
  12. MHL® – Expand Your World. MHLTech.org. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 2 октября 2015 года.
  13. MHL® – Expand Your World. MHLTech.org (17 ноября 2014). Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 29 ноября 2014 года.
  14. Thunderbolt 3 – The USB-C That Does It All | Thunderbolt Technology Community. Thunderbolttechnology.net. Дата обращения: 18 июня 2015. Архивировано 5 сентября 2015 года.
  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.  Архивная копия от 2 июня 2015 на Wayback Machine
  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.  Архивная копия от 14 октября 2015 на Wayback Machine
  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.  Архивная копия от 3 июня 2015 на Wayback Machine
  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. Дата обращения: 16 сентября 2016. Архивировано 15 сентября 2016 года.
  20. A new standard will allow your USB-C devices to connect to HDMI. neowin.net. Дата обращения: 16 сентября 2016. Архивировано 24 сентября 2016 года.
  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. Архивировано 18 июня 2015 года.
  23. [802.3_DIALOG USB-C Ethernet Alternate Mode]. ieee (26 марта 2015). Дата обращения: 16 сентября 2016. Архивировано 3 октября 2016 года.
  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. Архивировано 19 сентября 2015 года.
  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 Архивная копия от 1 ноября 2018 на Wayback Machine / Microsoft
  26. Windows support for USB Type-C connectors. Microsoft MSDN. Дата обращения: 30 сентября 2015. Архивировано 24 июня 2017 года.
  27. Update for USB Type-C billboard support and Kingston thumb drive is enumerated incorrectly in Windows. Дата обращения: 8 декабря 2015. Архивировано 10 декабря 2015 года.
  28. Android – Marshmallow. Дата обращения: 12 октября 2015. Архивировано 9 июня 2019 года.
  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). Дата обращения: 16 сентября 2016. Архивировано 2 мая 2017 года.
  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. Дата обращения: 16 сентября 2016. Архивировано 24 марта 2017 года.
  33. Total Nightmare: USB-C and Thunderbolt 3 (англ.), fosketts.net (October 29, 2016). Архивировано 31 октября 2016 года. Дата обращения 31 октября 2016.

СсылкиПравить