Классификация ролей и определение USB Type-C

13 октября 2023 года

Классификация ролей и определение USB Type-C

USB-кабель — это шина с отношениями хозяин-раб. В USB-кабеле может быть только один USB-хост, а остальные устройства — слейвы.

Перед подключением двух устройств к USB-кабелю обычно определяется их отношение хозяин-раб (за исключением OTG). Например, порт DownStreaming Face Port (DFP) USB обычно является хостом, а UpStreaming Face Port (UFP) USB — ведомым устройством. В эпоху USB2.0 и USB3.0 большинство устройств всё ещё использовали интерфейсы, такие как TYPE-A и TYPE-B, которые легко различать по типу. Обычно TYPE-A — это хост, TYPE-B, MICRO B и MINI — ведомые устройства.

Начиная с USB3.1, оба конца USB-кабеля могут быть интерфейсами TYPE-C. Более продвинутые USB4 могут использовать только интерфейсы TYPE-C. Этот тип интерфейса одинаков как на стороне устройства, так и на стороне хоста. В определённой степени невозможно определить, кто является хостом, а кто — ведомым.

В предыдущем USB-протоколе, если интерфейс устройства является DFP, оно должно быть хостом или выполнять функцию хоста. Если интерфейс устройства — UFP, оно должно быть ведомым или выполнять функцию ведомого устройства. Однако, поскольку TYPE-C вводит протокол зарядки PD, он реализует переключение между главным и ведомым устройствами, а также расширяет и переопределяет исходные две роли. Интерфейс DFP — это не просто USB-хост, и интерфейс UFP — это не просто UFP.


TYPE-C определяет больше типов ролей по сравнению с предыдущей спецификацией USB, а именно:
  • Сторона чистого источника энергии: Она может использоваться только как источник питания (источник) и не может быть переключена на потребителя электроэнергии (Sink) по договору о питании.
  • Стандартная сторона питания: по умолчанию это сторона питания и может быть переключена на потребителя через протокол питания.
  • Чистый потребитель электроэнергии: Её можно использовать только как потребитель электроэнергии и не может быть переключена на поставщика электроэнергии по договору о поставке электроэнергии.
  • Потребитель по умолчанию: по умолчанию это потребитель электроэнергии и может быть переключён на поставщика питания через протокол питания.
  • Переключаемая двойная роль: по умолчанию двойная роль (DRP), роли могут переключаться через протокол питания.
  • Устройство с двойным источником питания: по умолчанию работает как двойная функция и может переключать роль блока питания через протокол питания. У него есть функции DFP и UFP, но он не может использоваться как USB-хост, например, upstreamЛицо порт (UFP) ХАБА.
  • Двухцелевой энергопотребляющий хост: по умолчанию работает как двойная функция и может переключать роль блока питания через протокол питания. У него есть функции DFP и UFP, но он не может использоваться как USB-устройство (detico), например, в нижней части хабаЛицевой порт (DFP).
 
Роли Начальная роль функции связи соединения Иллюстрировать
Партия электроснабжения (Источник) Порт DownStreaming Face Port (DFP) Выходная мощность интерфейса
Партия энергопотребления (Утопление) Порт UpStreaming Face (UFP) Входная мощность интерфейса
Устройства двойного назначения (Двойной порт, DRB) Двухцелевые устройства (DFP или UFP)  1. Интерфейс может быть как стороной питания питания, так и энергопотребляющей. Двухролевая коммутация (DFP или UFP) происходит во время соединения. Обе стороны определяют и определяют роли при соединении двух устройств.
 2. Когда другое подключённое устройство является источником питания, этот интерфейс является потребителем энергии;
 3. Когда другое подключённое устройство является энергопотреблением, этот интерфейс является источником питания;
 4. Если подключённое устройство также выполняет двойную роль, этот интерфейс может быть источником питания или потребителем энергии.
 
  • С точки зрения блока питания, интерфейс типа C может быть источником питания (источник), потребителем питания (sink) или двухфункциональной частью (DRP).
  • С точки зрения коммуникационных функций, интерфейс Type-C может бытьниже по течениюЛицевой порт (DFP) илиВверх по течениюЛицо Порт (UFP) или роль в двойной роли.
  • Для их функций и ролей он определяется на основе роли источника питания при подключении. Когда роль источника питания — это сторона питания, функциональная роль по умолчанию определяется DFP; когда роль источника питания — это потребитель электроэнергии, функциональная роль по умолчанию относится к UFP.

Роль устройств типа C обычно определяется до их производства, а также смогут ли два устройства типа C распознавать и работать вместе при соединении.
 
  • «Не работает» означает, что после устройств подключены, ни одна из сторон не может распознать другую, нет блока питания и передачи сигнала, но это не повредит устройства.
  • «Работающий» означает, что после соединения устройств обе стороны могут идентифицировать друг друга и осуществлять питание и связь.

Как видно из приведённой выше таблицы, сторона, обеспечивающая питание, не может работать в связи с энергопотребляющей, а сторона энергопотребления не может работать в связи с стороной энергопотребления. Двухролевые устройства могут подключаться к любому устройству; если двухцелевое устройство подключено к источнику питания, оно работает как потребление энергии; Если подключено к энергопотребляющему устройству, оно работает как поставщик энергии. Если подключиться к другому устройству двойного назначения, оно случайным образом будет работать как источник питания или потребитель.
 
Роли Партия электроснабжения Партия потребления электроэнергии Устройства с двойным назначением
Партия электроснабжения Не работает Работа Работа
Партия энергопотребления Работа Не работает Работа
Устройства двойного назначения Работа Работа Работа


+86 13580850092