Tudo sobre USB

Já temos pelo menos cinco anos de portas USB-C em nossos dispositivos. É um padrão que muitos fabricantes e hackers podem seguir. Inicialmente, havia muita confusão sobre o que realmente encontraríamos por aí, e as aberrações induzidas pelo fabricante afastaram algumas pessoas. No entanto, o USB-C veio para ficar, e eu gostaria de mostrar como o USB-C realmente é usado, o que você pode esperar dele como um usuário avançado e o que você pode obter dele como um usuário avançado. amador.

Os dispositivos modernos têm um conjunto de necessidades comuns – eles precisam de uma entrada de energia ou de uma saída de energia, às vezes ambas, normalmente uma conexão USB2, e muitas vezes alguma conectividade de alta velocidade, como uma saída/entrada de vídeo ou USB 3. USB-C é um interface que visa ser capaz de cuidar de tudo isso. Tudo o que foi mencionado acima é opcional, o que é uma bênção e uma maldição, mas você pode aprender rapidamente a distinguir o que esperar de um dispositivo com base em sua aparência; em caso de dúvida, gostaria de mostrar como verificar.

Todos nós sabemos que o USB-C pode ser girado – permite inserir o cabo em qualquer direção – o que foi uma melhoria significativa em relação ao USB-B. Vamos ver como isso funciona. Para tornar isso possível, existe uma conexão CC (Canal de Configuração) – uma linha de fio único em cada cabo USB-C que se conecta a um dos dois pinos CC no conector Tipo C, e é essencial para fazer USB-C trabalhar. Para casos de uso simples de USB-C, como “obter USB 2.0 e 5 V de uma porta, siga uma receita simples – anexe um menu suspenso de 5,1 kΩ a cada pino CC e você terá uma porta USB-C que funcionará com todos os recursos razoáveis. dispositivos lá fora.

Há suporte para itens além de 5 V e USB 2.0 em USB-C, é claro. Você pode obter uma variedade de tensões de uma porta USB-C, o que é bastante útil para carregar coisas como laptops. Você pode obter USB 3, DisplayPort e Thunderbolt. A maioria dos laptops permite conectar uma docking station aproveitando ao máximo o USB-C, oferecendo uma tela de alta resolução, muitas portas USB e carregamento no mesmo cabo. Agora, como isso funciona?

Para casos de uso como tensões maiores que 5 V (USB-PD) ou conectividade de alta velocidade além de USB 2 e 3 (os “altmodes”, para Modo Alternativo), você deve invocá-los através da mesma conexão CC. Você tem um fio único para comunicações bidirecionais, o que torna o fio CC um canal half-duplex; é um protocolo semelhante ao Ethernet de taxa fixa de 300 kbps. Existem muitos ICs que utilizam esse protocolo para implementar um conjunto de recursos definidos, e alguns ICs e periféricos de microcontroladores irão ajudá-lo a dizer o que quiser sobre o protocolo.

As portas USB-C possuem pinos para quatro pares diferenciais de alta velocidade, oito pinos no total. Muitos dispositivos USB-C mais simples os desconectam, mas há muita energia nessas portas. Para começar, geralmente você pode obter USB 3.1 ou 3.2 deles quando vê essa porta em um laptop. Uma porta USB3 geralmente ocupa dois pares diferenciais de quatro, mas alguns dispositivos suportam links USB3 2 x 2, dobrando a quantidade de pares e a velocidade de transferência. Cada vez com mais frequência, você também pode obter DisplayPort de suas portas USB-C – com duas ou quatro pistas, você pode controlar alguns monitores de alta resolução.

Depois, há o Thunderbolt, uma tecnologia semi-proprietária que também usa pares de alta velocidade em um conector USB-C. Ele pode encapsular USB3, DisplayPort e até PCIe dentro de si, embora não seja nenhuma dessas três coisas. Com o Thunderbolt, você pode ter uma docking station, mas com esteróides, com mais opções de DisplayPort, portas melhores e mais rápidas, ou talvez até uma GPU externa! Você pode imaginar que é a opção mais rara e cara de todas elas.

Dadas essas capacidades de alta velocidade e potência, a unificação de tudo em um conector tem grandes vantagens. O carregador USB-C do laptop também pode carregar o telefone em momentos de necessidade e, graças à padronização agressiva, não há mais muitos recursos proprietários envolvidos no carregamento.

Se você tiver um dock USB-C Nintendo Switch, ele teoricamente também funcionará como um dock para o seu laptop, supondo que você possa conectá-lo mecanicamente, e os docks do laptop funcionarão com o seu Steam Deck. Em geral, as estações de acoplamento estão se tornando razoáveis ​​– você usa um único cabo para tudo, funciona com a maioria dos dispositivos USB-C existentes e pronto.