Una de las cosas sorprendentes del USB-C es su capacidad de alta velocidad. La distribución de pines le ofrece cuatro pares diferenciales de alta velocidad y varios pares diferenciales de baja velocidad, lo que le permite transferir grandes cantidades de datos a través de conectores por menos de un centavo. No todos los dispositivos utilizan esta función, ni deberían hacerlo: USB-C fue diseñado para ser accesible a todos los dispositivos portátiles. Sin embargo, cuando su dispositivo necesite alta velocidad a través de USB-C, descubrirá que USB-C puede brindarle esa alta velocidad y su rendimiento.
La capacidad de obtener una interfaz de alta velocidad desde USB-C se llama Modo alternativo o Modo alternativo para abreviar. Las tres alternativas que puede encontrar hoy son USB3, DisplayPort y Thunderbolt, algunas ya están desapareciendo, como HDMI y VirtualLink, y otras están en aumento, como USB4. La mayoría de los modos alternativos requieren comunicación digital USB-C mediante algún tipo de mensajería de enlace PD. Sin embargo, no todos los USB3 son los más sencillos. Veamos qué hace la plantilla alternativa.
Si has visto la distribución de pines, has visto los pines de alta velocidad. Hoy quiero mostrarles qué interfaces están disponibles en estos pines hoy. Esta no es una lista completa ni extensa; no hablaré de cosas como USB4, por ejemplo, en parte porque no sé lo suficiente sobre él ni tengo experiencia con él; Es seguro asumir que tendremos más dispositivos equipados con USB en el futuro -C para dispositivos de alta velocidad. Además, USB-C es lo suficientemente flexible como para que los piratas informáticos puedan exponer Ethernet o SATA de una manera compatible con USB-C; si eso es lo que está buscando, tal vez esta revisión pueda ayudarlo a resolverlo.
USB3 es muy, muy simple: solo un par de TX y un par de RX, aunque la velocidad de transferencia es mucho mayor que la del USB2, es controlable por los piratas informáticos. Si está utilizando una PCB multicapa con control de impedancia de señal USB3 y respeto por los pares diferenciales, su conexión USB3 normalmente funcionará bien.
No ha cambiado mucho para USB3 sobre USB-C: tendrás un multiplexor para manejar la rotación, pero eso es todo. Abundan los multiplexores USB3, por lo que si agrega un puerto USB-C habilitado para USB3 a su placa base, es poco probable que tenga problemas. También existe el USB3 de doble canal, que utiliza dos canales USB3 paralelos para aumentar el ancho de banda, pero los piratas informáticos no suelen encontrarlo ni necesitarlo, y Thunderbolt tiende a cubrir mejor esta área. ¿Quiere convertir un dispositivo USB3 en un dispositivo USB-C? Todo lo que realmente necesitas es un multiplexor. Si está pensando en instalar un conector MicroUSB 3.0 en su placa base para sus dispositivos de alta velocidad, le pido cortés pero firmemente que cambie de opinión e instale un conector USB-C y VL160 en él.
Si está diseñando un dispositivo USB3 con un enchufe, ni siquiera necesita un multiplexor para manejar la rotación; de hecho, no necesita ninguna detección de rotación. Una sola resistencia no controlada de 5,1 kΩ es suficiente para crear una unidad flash USB3 que se conecta directamente a un puerto USB-C, o para crear un adaptador USB-C macho a hembra USB-A 3.0. En lo que respecta a los enchufes, puedes evitar el uso de un multiplexor si tienes conexiones USB3 libres que sacrificar, lo cual, por supuesto, no es mucho. No sé lo suficiente sobre USB3 de doble canal para estar seguro de si USB3 de doble canal admite dicha conexión, pero creo que la respuesta “no” sería más probable que “sí”.
DisplayPort (DP) es una excelente interfaz para conectar pantallas de alta resolución: ha superado a HDMI en las computadoras de escritorio, dominando el espacio de visualización integrado en forma de eDP y brindando alta resolución a través de un solo cable, a menudo mejor que HDMI. Se puede convertir a DVI o HDMI mediante un adaptador económico que utiliza el estándar DP++ y está libre de regalías como HDMI. Tiene sentido que la alianza VESA trabaje con el grupo USB para implementar la compatibilidad con DisplayPort, especialmente ahora que los transmisores DisplayPort en SoC se vuelven cada vez más populares.
Si está utilizando una base con salida HDMI o VGA, utiliza el modo alternativo DisplayPort detrás de escena. Los monitores vienen cada vez más con una entrada DisplayPort a través de USB-C y, gracias a una función llamada MST, puedes vincular monitores, brindándote una configuración de múltiples monitores con un solo cable, a menos que estés usando una Macbook, como Apple abandonó con MacOS. MST es compatible con .
Además, un dato interesante: el modo alternativo DP es uno de los pocos modos alternativos que utiliza pines SBU reasignados al par DisplayPort AUX. La falta general de pines USB-C también significa que se deben excluir los pines de configuración DP, excepto para el modo de compatibilidad DP++ HDMI/DVI, por lo que todos los adaptadores USB-C DP-HDMI son efectivamente convertidores DP-HDMI activos. Enmascaramiento: a diferencia de DP++, DP++ le permite usar interruptores de nivel para compatibilidad con HDMI.
Si desea cambiar DisplayPort, probablemente necesitará un multiplexor habilitado para DP, pero lo más importante es que debe poder enviar mensajes PD personalizados. Primero, toda la parte de “otorgar/solicitar modo DP alternativo” se realiza a través del PD; no hay suficientes resistencias. Tampoco hay pines libres para el HPD, que es una señal crítica en DisplayPort, por lo que los eventos de conexión en caliente y de cancelación se envían como mensajes a través del enlace PD. Dicho esto, no es muy difícil de implementar y estoy pensando en una implementación amigable para los piratas informáticos; hasta entonces, si necesita usar el modo alternativo DP para emitir DP o HDMI a través de un puerto USB-C, existen chips como el CYPD3120 que le permite escribir firmware para esto.
Una de las cosas que hace que el modo alternativo DP se destaque es que tiene cuatro carriles de alta velocidad en USB-C, lo que le permite combinar una conexión USB3 en un lado del puerto USB-C y una conexión DisplayPort de doble enlace en el otro. otro. Así es como funcionan todas las bases de “puertos USB3, periféricos y salida HDMI”. Si la resolución de dos carriles es una limitación para usted, también puede comprar un adaptador de cuatro carriles; debido a la falta de USB3, no habrá transferencia de datos, pero puede obtener una resolución o velocidad de cuadros más alta con dos carriles DisplayPort adicionales.
Considero que el modo alternativo DisplayPort es una de las mejores cosas de USB-C, y aunque las computadoras portátiles y teléfonos más baratos (o más desafortunados) no lo admiten, es bueno tener un dispositivo que sí lo admita. Por supuesto, a veces una gran empresa obtiene esa alegría directamente, como le ocurrió a Google.
En particular, a través de USB-C puedes obtener Thunderbolt 3 y pronto Thunderbolt 4, pero hasta ahora es simplemente fantástico. Thunderbolt 3 era originalmente una especificación patentada que finalmente fue abierta por Intel. Aparentemente no son lo suficientemente abiertos o tienen otra advertencia, y dado que los dispositivos Thunderbolt 3 todavía se construyen exclusivamente con chips Intel, supongo que la falta de competencia es la razón por la que los precios se mantienen triplemente estables. territorio digital. ¿Por qué buscas dispositivos Thunderbolt en primer lugar? Además de una mayor velocidad, hay otra característica excelente.
¡Obtienes ancho de banda PCIe a través de Thunderbolt y hasta 4 veces el ancho de banda! Este ha sido un tema candente para quienes necesitan compatibilidad con eGPU o almacenamiento externo rápido en forma de unidades NVMe que algunos piratas informáticos utilizan para FPGA conectadas a PCIe. Si tiene dos computadoras con Thunderbolt (por ejemplo, dos computadoras portátiles), también puede conectarlas usando un cable con Thunderbolt; esto crea una interfaz de red de alta velocidad entre ellas sin componentes adicionales. Sí, por supuesto, Thunderbolt puede tunelizar fácilmente DisplayPort y USB3 internamente. La tecnología Thunderbolt es muy poderosa y deliciosa para usuarios avanzados.
Sin embargo, toda esta frescura se logra a través de una tecnología compleja y patentada. Thunderbolt no es algo que un hacker solitario pueda crear fácilmente, aunque alguien debería probarlo algún día. Y a pesar de las muchas características de la base Thunderbolt, el lado del software a menudo causa problemas, especialmente cuando se trata de cosas como intentar dormir para trabajar en una computadora portátil sin bloquear el núcleo de la eGPU. Si aún no es obvio, espero con ansias que Intel lo prepare.
Sigo diciendo "multiplexor". ¿Qué es esto? En resumen, esta parte ayuda a manejar el protocolo de enlace de alta velocidad según la rotación del USB-C.
El carril de alta velocidad es la parte del USB-C más afectada por la rotación del puerto. Si su puerto USB-C utiliza High Speed Lane, necesitará un chip multiplexor (multiplexor) para administrar los dos posibles giros de USB-C, alineando la orientación de los puertos y cables en ambos extremos con los receptores internos de alta velocidad reales. . y los transmisores están adaptados al dispositivo conectado. A veces, si el chip de alta velocidad está diseñado para USB-C, estos multiplexores están dentro del chip de alta velocidad, pero a menudo son chips separados. ¿Quiere agregar compatibilidad con USB-C de alta velocidad a un dispositivo que aún no es compatible con USB-C de alta velocidad? Los multiplexores sustentarán las operaciones de comunicaciones de alta velocidad.
Si su dispositivo tiene un conector USB-C con carril de alta velocidad, necesitará un multiplexor; los cables fijos y los dispositivos con conectores no lo necesitan. Generalmente, si utiliza un cable para conectar dos dispositivos de alta velocidad con ranuras USB-C, ambos necesitarán un multiplexor; controlar la rotación del cable es responsabilidad de cada dispositivo. En ambos lados, el multiplexor (o el controlador PD conectado al multiplexor) controlará la dirección del pin CC y actuará en consecuencia. Además, muchos de estos multiplexores se utilizan para diferentes propósitos, dependiendo de lo que se desee del puerto.
Verás multiplexores para USB3 en portátiles baratos que solo implementan USB 3.0 en un puerto Tipo-C, y si es compatible con DisplayPort, tendrás un multiplexor con una entrada adicional para mezclar las señales de estos dispositivos. En Thunderbolt, el multiplexor estará integrado en el chip Thunderbolt. Para los piratas informáticos que trabajan con USB-C pero no tienen acceso a Thunderbolt o no necesitan Thunderbolt, TI y VLI ofrecen varios buenos multiplexores para una variedad de propósitos. Por ejemplo, he estado usando DisplayPort a través de USB-C últimamente, y el VL170 (parece ser un clon 1:1 del HD3SS460 de TI) parece un excelente chip para el uso combinado de DisplayPort + USB3.
Los multiplexores USB-C que admiten DisplayPort (como el HD3SS460) no realizan de forma nativa control de pin CC ni detección de giro, pero esa es una limitación razonable: DisplayPort requiere un enlace PD bastante específico de la aplicación, lo cual es muy importante. Capacidades del multiplexor. ¿Está satisfecho con el USB3 que no requiere una conexión PD? El VL161 es un CI multiplexor USB3 simple con una entrada de polaridad, por lo que puede definir la polaridad usted mismo.
Si tampoco necesita detección de polaridad, ¿es suficiente un PD analógico de solo 5 V para sus necesidades de USB3? Utilice algo como el VL160: combina fuentes y receptores de PD analógicos, potencia de procesamiento y entrelazado de pistas de alta velocidad, todo en uno. Es un chip real “Quiero USB3 sobre USB-C, quiero que todo sea administrado por mí”; por ejemplo, las tarjetas de captura HDMI de código abierto recientes utilizan el VL160 para sus puertos USB-C. Para ser justos, no necesito destacar el VL160: existen docenas de microcircuitos de este tipo; “USB3 mux para USB-C, hazlo todo” es probablemente el tipo más popular de chip relacionado con USB-C.
Hay varios modos alternativos de USB-C heredados. El primero, por el que no derramaré una lágrima, es el modo alternativo HDMI; simplemente coloca las clavijas del conector HDMI sobre las clavijas del conector USB-C. Puede brindarle HDMI a través de USB-C y parece haber estado disponible en teléfonos inteligentes por poco tiempo. Sin embargo, tiene que competir con la facilidad de conversión al modo alternativo HDMI DisplayPort, mientras que la conversión HDMI-DP suele ser costosa y no se puede usar junto con USB 3.0 porque HDMI requiere cuatro pares diferenciales y un equipaje de licencia HDMI, según parece ser estimulando el desarrollo del modo alternativo HDMI en el suelo. Realmente creo que debería permanecer ahí porque no creo que nuestro mundo pueda mejorarse agregando más HDMI.
Sin embargo, hay otro bastante interesante: se llama VirtualLink. Algunas grandes empresas de tecnología están trabajando en capacidades USB-C en realidad virtual; después de todo, es genial cuando tus auriculares de realidad virtual solo necesitan un cable para todo. Sin embargo, las gafas de realidad virtual requieren interfaces de video de alta resolución con pantalla dual y alta velocidad de fotogramas, así como conexiones de datos de alta velocidad para cámaras y sensores adicionales, y la combinación habitual "DisplayPort + USB3" de doble enlace no puede proporcionar tales características. En el momento. ¿Y qué haces entonces?
El equipo de VirtualLink dice que es fácil: puede conectar dos pares redundantes de USB2 a un conector USB-C y usar cuatro pines para conectar USB3. ¿Recuerda el chip de conversión de USB2 a USB3 que mencioné en un breve artículo hace medio año? Sí, su objetivo original era VirtualLink. Por supuesto, esta configuración requiere un cable personalizado más caro y dos pares blindados adicionales, y requiere hasta 27 W de potencia de la PC, es decir, una salida de 9 V, que rara vez se ve en cargadores de pared USB-C o dispositivos móviles. fuerza. La diferencia entre USB2 y USB3 es frustrante para algunos, pero para VR VirtualLink parece muy útil.
Algunas GPU vienen con soporte VirtualLink, pero eso no es suficiente a largo plazo, y las computadoras portátiles que a menudo carecen de puertos USB-C tampoco lo hacen. Esto provocó que Valve, un actor clave en el acuerdo, se retirara de agregar la integración de VirtualLink al Índice de Valve, y todo fue cuesta abajo a partir de ahí. Desafortunadamente, VirtualLink nunca se hizo popular. Sería una alternativa interesante: un solo cable sería una excelente opción para los usuarios de realidad virtual y requerir un voltaje más alto a través de USB-C también nos daría más de 5 V con funcionalidad PD. Puertos: ni las computadoras portátiles ni las PC ofrecen estas características en estos días. Sí, solo un recordatorio: si tiene un puerto USB-C en su computadora de escritorio o portátil, seguramente le dará 5 V, pero no obtendrá nada más.
Sin embargo, veamos el lado positivo. Si tiene una de estas GPU con un puerto USB-C, ¡será compatible con USB3 y DisplayPort!
Lo mejor de USB-C es que los proveedores o piratas informáticos definitivamente pueden definir su propio modo alternativo si así lo desean, y aunque el adaptador será semi-propietario, esencialmente seguirá siendo un puerto USB-C para carga y transferencia de datos. ¿Quieres modo alternativo Ethernet o SATA de doble puerto? hazlo. Atrás quedaron los días de tener que buscar conectores extremadamente oscuros para sus dispositivos, ya que cada conector de base y de carga es diferente y puede costar más de $ 10 cada uno si es lo suficientemente raro como para encontrarlo.
No todos los puertos USB-C necesitan implementar todas estas funciones y muchos no lo hacen. Sin embargo, mucha gente lo hace y, a medida que pasa el tiempo, obtenemos cada vez más funciones de los puertos USB-C normales. Esta unificación y estandarización dará sus frutos a largo plazo y, aunque habrá desviaciones de vez en cuando, los fabricantes aprenderán a abordarlas de manera más inteligente.
Pero una cosa que siempre me he preguntado es por qué la rotación del enchufe no se controla colocando los cables + y – en lados opuestos. Por lo tanto, si el enchufe está conectado de manera “incorrecta”, + se conectará a – y – se conectará a +. Después de decodificar la señal en el receptor, todo lo que tienes que hacer es invertir los bits para obtener los datos correctos.
Básicamente, el problema es la integridad de la señal y la diafonía. Imagine, digamos, un conector de 8 pines, dos filas de cuatro, 1/2/3/4 en un lado y 5/6/7/8 en el otro, donde 1 es opuesto a 5. Digamos que quiere un par de +/- recibir/transmitir. Podrías intentar poner Tx+ en el pin 1, Tx- en el pin 8, Rx+ en el pin 4 y Rx- en el pin 5. Obviamente, volver a insertar solo intercambia +/-.
Pero la señal eléctrica en realidad no viaja a través del pin de señal, sino que viaja entre la señal y su retorno en el campo eléctrico. Tx-/Rx- debería ser el “retorno” de Tx+/Rx+ (y obviamente viceversa). Esto significa que las señales Tx y Rx realmente se cruzan.
Usted “podría” intentar solucionar este problema desequilibrando las señales complementarias, esencialmente colocando un plano de tierra muy estrecho al lado de cada señal. Pero en este caso, se pierde la inmunidad al ruido de modo común del par diferencial, lo que significa que la simple diafonía de Tx+/Rx- uno frente al otro no se cancela.
Si compara esto con colocar Tx+/Tx- en los pines 1/2 y 7/8 y Rx+/Rx- en los pines 3/4 y 5/6 a través de un multiplexor, ahora las señales Tx/Rx no se cruzan y se produce toda diafonía. en los contactos Tx o Rx, será algo común para ambos pares y parcialmente compensado.
(Obviamente, un conector real también tendrá muchos pines de tierra, pero no lo mencioné por razones de brevedad).
> La unificación trae compatibilidad que es difícil de decir, en mi opinión, lo que trae USB-C es solo un mundo de incompatibilidades ocultas que son difíciles de entender para los expertos en tecnología, ya que las especificaciones ni siquiera indican lo que puede o no puede hacer. y solo empeorará a medida que se agreguen más modos alternativos, y esos mismos cables también tengan problemas...
La mayoría de los conectores de alimentación anteriores al USB-C eran conectores de barril, que son mucho más baratos que el USB-C. Si bien la mayoría de las marcas de estaciones de acoplamiento pueden tener conectores extraños que son una molestia, también suelen tener acceso directo a PCI-E y otros buses, y generalmente tienen una cantidad significativa de carriles, más rápido que USB-C, al menos en términos relativos. … USB-C no era una pesadilla para los piratas informáticos que solo querían USB-2, solo un conector costoso, y el conector de base no era ideal, pero cuando realmente se necesita algo complejo. Cuando se trata de capacidades de alta velocidad, USB-C lo lleva a otro nivel de rendimiento.
De hecho, esa también fue mi impresión. El estándar lo permite todo, pero nadie implementará nada que dificulte el funcionamiento conjunto de dos dispositivos USB-C. He pasado por eso; He alimentado mi tableta mediante un adaptador de corriente USB-A y un cable USB-A a USB-C durante años. Esto me permite llevar un adaptador para mi tableta y teléfono. Compré una computadora portátil nueva y el adaptador anterior no la carga; después de leer la publicación anterior, me di cuenta de que probablemente necesita uno de los voltajes más altos que el adaptador USB-A no puede proporcionar. Pero si no conoce los detalles de esta interfaz tan compleja, entonces no está del todo claro por qué el cable antiguo no funciona.
Ni siquiera un solo proveedor puede hacer esto. Recibimos todo de Dell en la oficina. Computadora portátil Dell, estación de acoplamiento Dell (USB3) y monitor Dell.
No importa qué base utilice, aparece el error "Mostrar límite de conexión", error "Límite de carga", solo funciona una de las dos pantallas o no me conecto a la base en absoluto. Es un desastre.
Las actualizaciones de firmware se deben realizar en la placa base, la estación de acoplamiento y también se deben actualizar los controladores. Finalmente hizo que la maldita cosa funcionara. USB-C siempre ha sido un dolor de cabeza.
Utilizo estaciones de acoplamiento que no son de Dell y ¡todo salió bien! =D Hacer una base USB-C decente no parece tan difícil: generalmente funcionan bastante bien hasta que te topas con las rarezas de Thunderbolt, e incluso entonces hay problemas en el ámbito de “conectar, desconectar, trabajar”. No mentiré, en este punto quería ver un esquema de una placa base para una computadora portátil Dell con estas estaciones de acoplamiento.
Arya tiene razón. Todos los problemas desaparecieron cuando compré un divisor con alimentación USB-C económico en Amazon. Se pueden conectar teclados, cámaras web y dongles USB, el monitor se conecta al puerto USB-C, HDMI o DP de la computadora portátil y está listo para funcionar. Un técnico de TI me dijo qué hacer y dijo que la base Dell no valía la pena.
No, estos son solo idiotas de Dell; aparentemente decidieron hacer que el producto fuera incompatible con USB-C cuando usaban el mismo conector.
Sí, en mi opinión, un dispositivo como una tableta necesita ser más específico acerca de “por qué no está completamente cargada”. El mensaje emergente "Se requiere un cargador USB-C de al menos 9 V @ 3 A" resolverá problemas como este de las personas y hará exactamente lo que espera el fabricante de la tableta. Sin embargo, ni siquiera podemos creer que alguno de ellos publique ni siquiera una actualización de firmware después de que el dispositivo salga a la venta.
No sólo más barato, sino también más fuerte. ¿Cuántos conectores USB rotos has visto en varios dispositivos? A menudo hago esto y, por lo general, ese dispositivo se desecha porque no es económicamente viable repararlo...
Los conectores USB, comenzando con el micro USB, han sido bastante endebles, y tener que enchufarlos y desenchufarlos constantemente, generalmente por personas que no los alinean correctamente, usan demasiada fuerza, moviéndolos de lado a lado, hace que los conectores sean terribles. Para los datos, esto puede ser tolerable, pero dado que USB-C ahora también se usa para alimentar todo, desde relojes inteligentes hasta computadoras portátiles completas y todo tipo de dispositivos electrónicos que no usan datos en absoluto, los conectores dañados serán cada vez más comunes. . Cuanto más nos preocupa, y sin una buena razón.
Así es, solo he visto un conector cilíndrico roto y es bastante fácil de arreglar (aparte de la versión Dell BS, solo funciona con un cargador propietario que puede comunicarse con él, que es bastante endeble, podrías dañarlo incluso si nunca andas en bicicleta...) Incluso para un reparador experimentado, el conector USB-C será PITA, con más área de PCB, pines de soldadura más pequeños...
Los conectores de barril suelen estar clasificados para medio ciclo (o menos) que los conectores USB-C normales. Esto se debe a que el pasador central se flexiona cada vez que se inserta y, con USB, el brazo de palanca es más corto. He visto muchos gatos de barril que se han dañado por el uso.
Una de las razones por las que USB-C parece menos confiable son los conectores o cables baratos. Si encuentra un producto que parece “elegante” o “más genial” con moldeo por inyección o lo que sea, probablemente sea una porquería. Solo disponible en los principales fabricantes de cables con especificaciones y dibujos.
Otra razón es que estás usando USB-C más que conectores en forma de barril. Los teléfonos se conectan y desconectan todos los días, a veces varias veces.
Hora de publicación: 24 de junio de 2023