O que é USB tipo C?

O que é USB tipo C?

USB 3.0 Agora é USB 3.2 Gen 1X1

Em termos de taxas de transferência, para uma perspectiva, a especificação USB 1.0 introduzida em 1996 oferecia uma taxa máxima de transferência de dados de 12 Megabits por segundo (Mbps). O USB 2.0 atinge o máximo de 480 Mbps. No entanto, USB 3.0, 3.1 e 3.2 podem ser confusos para o usuário. Vamos decompô-lo.

versão USB	Data de emissão	termo de marketing	Bits/seg	Fornecimento de energia	Símbolo USB	Símbolo de porta/cabo	Símbolo de carregamento USB
USB 1.0	janeiro de 1996	Baixa velocidade	1,5 Mbps	5V/500mA
USB 1.1	agosto de 1998	Velocidade máxima com atualização	1,5 Mbps/12 Mbps	5V/500mA
USB 2.0	abril de 2000	Alta velocidade	480 Mbps	2,5 W (Máx.)
USB 3.2 Gen1x1 (era USB 3.0)	novembro de 2008	Supervelocidade USB 5 Gbps	5Gbps	4,5W (Máx.)
USB 3.2 Gen2x1 (era USB 3.1)	Julho de 2013	Supervelocidade USB 10 Gbps	10Gbps	100 W (Máx.)
USB 3.2 Gen2x2 (era USB 3.2)	Set 2017	Supervelocidade USB 20 Gbps	20Gbps	100 W (máx), apenas conector USB tipo C
USB4 Gen 2x2 (era USB 4)	Set 2019	USB4 20Gbps	20Gbps	100 W (máx), apenas conector USB tipo C
USB4 Geração 3x2 (era USB 4)	Set 2019	USB4 40 Gbps	40 Gbps	100 W (máx), apenas conector USB tipo C

Tabela (1) Resumo da especificação USB

A especificação USB 3.2 substitui a especificação USB 3.x e introduz uma nova nomenclatura. O USB 3.2 define as seguintes velocidades de conexão:

• USB 3.2 Gen 1: Originalmente conhecido como USB 3.0 e anteriormente renomeado para USB 3.1 Gen 1. É a especificação USB 3.0 original e pode transferir dados em até 5 Gbps.
• USB 3.2 Gen 2: anteriormente conhecido como USB 3.1 e depois como USB 3.1 Gen 2. Oferece velocidades de até 10 Gbps.
• USB 3.2 Gen 2x2: Formalmente conhecido como USB 3.2, é a mais nova especificação, prometendo velocidades de até 20 Gbps (usando duas pistas de 10 Gbps).

A especificação do protocolo USB 3.2 define apenas os recursos de desempenho que podem ser implementados em um produto; USB 3.2 não é USB Type-C, USB Standard-A, Micro- USB ou qualquer outro cabo ou conector USB e USB 3.2 não é USB Power Delivery ou USB Battery Carregando.

Figura (1) Conectores USB

O que é USB tipo C?

No passado, o USB apenas transmitia dados; no entanto, o conector Tipo-C foi projetado para conter dados, energia e transmissão de vídeo. Vamos dar uma olhada em quais funções o USB Type-C suporta.

Fornecimento de energia

A especificação de fornecimento de energia mais recente é PD3.0. A principal diferença entre PD2.0 e PD3.0 é o modo Programmable Power Suppliers (PPS); muitos dispositivos diferentes podem ser conectados a um determinado carregador PD, mas o PD é universal. Assim, a abordagem PPS exige que o lado da pia seja mais inteligente para carregamento rápido e também seja compatível com QC 3.0/4.0/4.0+; MTK Pump Express (PE) 2.0/3.0; e Samsung Adaptive Fast Charging (AFC).

Tabela (2) Especificações de fornecimento de energia

Outro recurso importante da tecnologia PD 3.0 é o Fast Role Swap (FRS), onde um dispositivo que está fornecendo energia pode mudar rapidamente sua função de energia do coletor para a fonte e a porta de função dupla do hub começa a diminuir a energia. A unidade flash USB acessória e o monitor continua funcionando durante o evento FRS; O FRS ajuda a evitar qualquer perda de dados que possa ocorrer quando a energia da porta voltada para upstream (UFP) do hub é removida inesperadamente de um dispositivo. O FRS melhorou a perda de dados inerente ao PD 2.0.

Aqui estão importantes recursos de DP:

• Capacidade de energia bidirecional
  USB-C é uma porta bidirecional, apresentando uma entrada variável e faixa de tensão de saída de 5V a 20V. Sua tensão de saída ajustável permite que os dispositivos usem USB-C para substituir o adaptador de energia CA/CC convencional e terminais USB-A e B.
  
  
• Conjuntos de cabos marcados eletronicamente (EMCA)/E-Marker
  Dentro do cabo USB-C, um E-Marker transporta todos os sinais Type-C e funciona como um circuito integrado usado para processar os protocolos de comunicação do Power Delivery. o a marcação eletrônica permite a troca de função, seleção de modo alternativo e controle de protocolo de energia entre a fonte e o coletor para fornecer energia até um máximo de 100 W.
  Quando o USB tipo C para tipo C suporta corrente elétrica de 3 A ou superior, o O chip E-Marker é obrigatório; O E-Marker também é necessário para o USB-C completo (Ativo).
  
  
  
  Figura (2) VIA Labs’ Marcador eletrônico para USB tipo C
  
  
  
• máx. 100W de entrega de energia
  Após o cabo USB-C ter sido identificado como um EMCA por um dispositivo, as comunicações USB PD Bi-phase Mark Coded (BMC) alocam um dos cinco perfis de fornecimento de energia USB-C ao fio CC1/CC2. Poder entrega, até um máximo de 100W, então começa.

• Painel publicitário
  Uma notificação de erro através de dispositivos Billboard é mostrada na Figura (3), que demonstra uma mensagem Billboard de um descritor Binary Device Object Store (BOS).
  
  
  
  Figura (3) Função Billboard tipo C USB

Transmissão de dados

O conector USB-C está disponível nas duas pontas ou em apenas uma ponta do cabo conforme especificações abaixo:

• USB 3.2Gen 1x1
  Capacidade do produto: sinais do produto a 5 Gbps
  Nome de marketing: SuperSpeed USB
  
  
• USB 3.2Gen 2x1
  Capacidade do produto: sinais do produto a 10 Gbps
  Nome de marketing: SuperSpeed USB 10 Gbps
  
  O conector USB-C será utilizado nas duas pontas do cabo para as especificações abaixo:

• USB 3.2 Gen 2x2
  Capacidade do produto: sinais do produto a 20 Gbps
  Nome de marketing: SuperSpeed USB 20 Gbps
  
  
• USB 4 Gen 2x2 e Gen 3x2
  40G (20 Gbps x2) 20 Gbps USB4 (Gen 2x2) e 40 Gbps USB4 (Gen 3, 20 Gbps x2)

Você pode usar um USB Type-C macho para USB A tipo fêmea para conectar um produto existente; no entanto, você permanecerá na velocidade de dados existente ou até menor devido à perda de inserção entre o adaptador e o cabo. Por exemplo: Se um USB antigo disco rígido externo usa USB A/M para USB Micro B/M, a velocidade de dados pode ser menor. Use um USB 3.1 - macho tipo C para USB 3.2 Gen2x1 Micro B em vez de um adaptador tipo C para garantir a transmissão de dados em velocidade total.

A/V

• O Modo Alt permite que o USB-C transporte sinais não USB ; o DisplayPort Alt Mode permite que um computador/telefone celular equipado com USB-C conecte o monitor diretamente via USB-C.
  
  
• VESA DisplayPort Alt Mode Standard Versão v2.0 foi lançado em 29 de abril de 2020. No modo DisplayPort Alternate, o sinal de vídeo é transmitido através de (2) faixas Display Port ou (4) faixas Display Port (por exemplo: DP0-DP3 para RX2; TX2; TX1; RX1). Em DP 2.0 simples exibição, a resolução máxima suporta 8K 60Hz, 4:4:4, incluindo 30 bits por pixel (bpp) para HDR-10. A Figura (4) mostra um switch PHY do conector USB-C compatível com o modo DP Alt.
  
  
  
  Figura (4) Conexão Alt Mode 4-Lane DP flip no lado da fonte
  
  
  Os modos alternativos de DP nas funções AV incluem:
  • DisplayPort
  • Raio
  • MHL
    
    
• O modo alternativo HDMI suporta a especificação HDMI 1.4b (4K30, 4K60 4:2:0), ARC, HEC, CEC, Deep Color e alguns outros recursos específicos de HDMI; mas não suporta dados USB 3.1 ou USB 2.0 simultâneos em nenhuma configuração.
  
  
• MHL Alternate Mode para USB Type-C lançado em 2015 pelo MHL Consortium; embora, alguns dispositivos de hardware de consumidor MHL Alternate Mode tenham sido distribuídos no mercado.

Conheça seus USB tipo C

O USB Type-C tem múltiplas funções; ainda assim, seu dispositivo pode não incluir todas as funções USB tipo C.

O USB-IF, VESA e Intel definiram as diretrizes de uso do logotipo para explicar a tecnologia USB-C interna.

1. USB Type-C com função de saída de vídeo

1. USB3.2 Gen1x1 Type-C + Display, com função de exibição de vídeo e largura de banda teórica com taxa de transferência máxima de até 5 Gbps.
   
   
   
   Figura (5) USB3.2 Gen1x1 Type-C + logotipo da tela
   
   
   
2. USB3.2 Gen2x1 Type-C + Display, com função de exibição de vídeo e largura de banda teórica com taxa de transferência máxima de até 10 Gbps.
   
   
   
   Figura (6) USB3.2 Gen2x1 Type-C + logotipo da tela
   
   
   
3. Quando você encontra um símbolo de raio ao lado da interface USB-C, isso significa que a tecnologia Thunderbolt está dentro. O Thunderbolt combina a tecnologia PCIExpress e DisplayPort , que pode transmitir simultaneamente sinais de dados e vídeo de até 40 Gbps de largura de banda.
   
   
   
   Figura (7) logotipo Thunderbolt

2. USB tipo C sem saída de vídeo

1. Largura de banda teórica USB3.2 Gen1x1 Type-C com uma taxa de transferência máxima de 5 Gbps.
   
   
   
   Figura (8) Logotipo USB3.2 Type-C 5 Gbps
   
   
   
2. Largura de banda teórica USB3.2 Gen2x1 Type-C com uma taxa de transferência máxima de 10 Gbps.
   
   
   
   Figura (9) Logotipo USB3.2 Type-C 10 Gbps
   
   
   
3. Logotipo Tridente USB 10 Gbps + Logotipo MHL
   
   
   
   Figura (10) Logotipo USB 10 Gbps + MHL

3. USB tipo C com fornecimento de energia

Se você vir que o tridente está fechado em forma de bateria, isso significa que o conector USB-C permite o fornecimento de energia (PD).
Abaixo está um exemplo de um USB3.2 Gen1x1 Type-C + PD. com função de carregamento, velocidade máxima de transmissão de 5 Gbps.

Figura (11)

O logotipo de carregamento USB Type-C ao lado do conector tipo C significa que a porta pode ser carregada com energia.

Figura (12)

4. Interface USB Type-C sem nenhum logotipo

Figura (13)

Nem todos os dispositivos incluem um símbolo no produto para ajudá-lo a identificar a tecnologia USB-C interna. Uma interface USB-C é comum em computadores MacBook e Chromebook. Normalmente, a interface USB-C suporta carregamento e transferência de dados e fornece vídeo saída de sinal; mas ainda recomendamos a leitura da folha de especificações do produto para conhecer os recursos USB-C do seu dispositivo.

Conclusão

USB-Type C descreve apenas o conector físico. USB Type-C não é a mesma coisa que USB 3.2 ou USB 3.1, então é importante conhecer a tecnologia Type-C dentro de seus dispositivos de origem.

O USB-Type C oferece transferência de dados, dispositivos de carregamento de energia e transmissão de vídeo. Todas essas funções são executadas por apenas um cabo. Para que o cabo suporte no máximo 20 volts a 5 amperes (100 W) de potência, é importante utilizar um cabo USB tipo C de qualidade.

USB4 estará disponível apenas para portas USB-C. O USB4 Type-C suporta Thunderbolt 3/4 e também inclui uma função PCIe. Mais dispositivos USB4 serão lançados em 2021, então você poderá ver dispositivos USB4 Type-C em sua mesa e em sua mochila muito em breve.

Recursos Adicionais

• USB4 está chegando! Aqui está o que você precisa saber
  Leia Mais
  
  
• Normas USB : tudo o que você precisa saber
  Leia Mais

Produtos Relacionados

Sobre o autor

Jorge Liu

engenheiro de produção

George Liu tem 12 anos de idade. experiência na indústria de cabeamento, dados e conectividade de vídeo. Como gerente de projetos e produtos da Black Box, ele trabalha diretamente com fornecedores OEM nacionais e internacionais no lançamento de novos produtos. George é certificado PMP e CQE, e é candidato a mestrado no programa de gerenciamento industrial da National Taiwan University of Science and Technology.