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Profundizar en los detalles del USB-C

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Segunda parte del artículo técnico escrito por congatec mencionando las ventajas de las implementaciones USB-C en sistemas embebidos y ahora entra a explicar los detalles del USB-C.

¿Qué es USB-C?

En primer lugar, es importante entender que USB-C es básicamente sólo un nuevo conector, sin rendimiento o características especificadas. Esto significa que si ve un dispositivo con un receptáculo USB-C, no necesariamente entrega o acepta mayor potencia o velocidades de transmisión de datos por encima de la velocidad USB 2.0, ni señales adicionales como vídeo.

El conector USB tipo C es un conector reversible que ahorra espacio con 24 pines. El receptáculo mide sólo 8,3 x 2,5 mm y se especifica para al menos 10.000 ciclos Plug & Play.
El conector USB tipo C es un conector reversible que ahorra espacio con 24 pines. El receptáculo mide sólo 8,3 x 2,5 mm y se especifica para al menos 10.000 ciclos Plug & Play.

Varios teléfonos inteligentes que están disponibles actualmente demuestran eso. Por otro lado, la velocidad USB 3.1 Gen 2 no se limita a USB-C, sino que también se puede encontrar en su conector USB-A común. Sin embargo, sólo USB-C es capaz de transportar señales USB y alimentación, así como gráficos y sonido a través de un solo cable en paralelo. Esto mejora considerablemente la experiencia del usuario, ya que los paneles táctiles totalmente equipados con sonido pueden conectarse ahora con un cable USB-C si se implementan correctamente. Entonces, ¿cuáles son las trampas que pueden acechar a los desarrolladores en el camino hacia una implementación exitosa?

Los desafíos y detalles del USB-C para los desarrolladores

USB-C cuenta con 24 canales de señal. En el receptáculo del dispositivo, estos están dispuestos simétricamente alrededor de los cuatro pines centrales USB 2.0 (D+ / D-). Además, se pueden encontrar dos canales de banda lateral (SBU1 / 2), reservados para casos de uso futuros o alternativos, y dos canales para el canal de configuración (CC1, CC2). A continuación, en cada lado hay cuatro canales de alimentación (VBus) y dos pares de canales de datos de alta velocidad (RX / TX1 y RX / TX2). Los exteriores están ocupados por cuatro pines de toma de tierra (GND). Esto ilustra que las implementaciones USB-C han evolucionado hasta convertirse en diseños altamente complejos y desafiantes.

Directriz: Siempre que sea posible, utilice proveedores y componentes certificados como controladores, conectores, etc. Si tiene dudas, considere la posibilidad de proponer su diseño a la certificación USB.

Profundizar en los detalles del USB-C
Asignación de pines para el conector USB-C

 

Pin Nombre Descripción Pin Nombre Descripción
A1 GND Retorno de tierra para cable masa B12 GND Retorno de tierra para cable masa
A2 TX1+ Par SuperSpeed diferencial #1, TX, positivo (TX para USB o para Modo ALT DP) B11 Par SuperSpeed diferencial #2, TX, positivo (TX para USB o para Modo ALT DP)
A3 TX1- Par SuperSpeed diferencial #1, TX, negativo (TX para USB o para Modo ALT DP) B10 Par SuperSpeed diferencial #2, TX, negativo (TX para USB o para Modo ALT DP)
A4 VBus Bus de potencia B9 VBus Bus de potencia
A5 CC1 Canal de configuración B8 SBU2 Uso Sideband (SBU), no usado para USB
A6 Dp1 Par no SuperSpeed diferencial, posición 1, positivo B7 D- Par no SuperSpeed diferencial, posición 1, negativo
A7 Dn1 Par no SuperSpeed diferencial, posición 1, negativo B6 D+ Par no SuperSpeed diferencial, posición 1, positivo
A8 SBU1 Uso Sideband (SBU), no para uso como USB B5 CC2 Canal de configuración
A9 VBus Bus de potencia B4 VBus Bus de potencia
A10 RX2- Par SuperSpeed diferencial #4, TX, negative (TX para USB o para Modo ALT DP) B3 TX2- Par SuperSpeed diferencial #3, TX, negativo (TX para USB o para Modo ALT DP)
A11 RX2+ Par SuperSpeed diferencial #4, TX, positivo (TX para USB o para Modo ALT DP) B2 TX2+ Par SuperSpeed diferencial #3, TX, positivo (TX para USB o para Modo ALT DP)
A12 GND Retorno de tierra para cable masa B1 GND Retorno de tierra para cable masa
Asignación de pines del conector USB-C. En este escenario, los conectores B6 y B7 no se utilizan y sólo hay un canal de configuración (CC) para la detección de orientación.
Asignación de pines del conector USB-C. En este escenario, los conectores B6 y B7 no se utilizan y sólo hay un canal de configuración (CC) para la detección de orientación.

La ruta de detalles del USB-C para la implementación ideal

Como hemos visto, cuanto más inteligente y más simple de usar es un interfaz, más esfuerzos de diseño y de inteligencia necesita en el lado del desarrollo. Esto plantea la pregunta de cómo los diseñadores pueden reducir los esfuerzos de diseño para las implementaciones de USB-C completas. La forma más sencilla, por supuesto, es utilizar una placa embebida que ya ofrece una implementación USB-C completamente integrada.

Un comienzo perfecto es el SBC (ordenador monoplaca) conga-PA5 (100 x 72 mm) Pico-ITX, o la placa base conga-SEVAL SMARC con funcionalidad USB-C totalmente integrada. Los fabricantes de equipos originales y los desarrolladores pueden utilizar estas dos opciones como una solución de diseño de aplicaciones para la evaluación de esta nueva tecnología. Para simplificar aún más el desarrollo de implementaciones específicas USB C personalizadas, congatec también ofrece todos los diagramas de circuitos USB-C necesarios a sus clientes OEM a petición.

Alternativamente, los OEM pueden aprovechar los servicios EDM de congatec para tener su solución específica diseñada para ellos, reduciendo al mínimo los esfuerzos de desarrollo internos y el tiempo de lanzamiento al mercado. Además, congatec ya está trabajando en las implementaciones de USB-C en sus módulos Qseven y COM Express, maximizando la conectividad USB a velocidades de hasta 40 Gbit / s a ​​través de Thunderbolt 3 para poderosos diseños COM Express Type 6.

Cualquier ingeniero que busque detalles del USB-C se está preguntando si USB-C es adecuado para aplicaciones robustas y debe recordar lo que ha sucedido en el pasado: USB está disponible en varios formatos de conectividad, desde conectores y enchufes estándar internos y externos hasta conectores M12 especificados MIL. Por lo tanto, las opciones de conectividad totalmente robustas pueden estar disponibles también para el USB-C de 24 pines. Por lo tanto, pensar en sus demandas en términos de conectividad USB-C y jugar un poco con las opciones para mover las interfaces existentes hacia USB-C. Ya existen plataformas embebidas apropiadas.

Siga leyendo más detalles del USB-C en ventajas y trampas de las implementaciones USB-C en sistemas embebidos

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