Wie geht USB Typ C mit umgekehrter Polarität / Signalduplizierung um?

Der neue USB Typ C Stecker hat keinen physikalischen Verpolungsschutz mehr. Du kannst es an beiden Enden beliebig stecken, es gibt auch kein A- und B-Ende mehr, es ist alles gleich.

Wie geht dieser neue USB-Typ also damit um, dass die Polarität nicht vertauscht oder Signale an die falsche Stelle geleitet werden?

Gibt es eine Art Routing im Stecker und die Geräte müssen nichts handhaben und können sicher sein, dass die Polarität immer richtig ist?

Dies setzt voraus, dass nicht die Hälfte der Signale im Kabel redundant sind.

Stecker und Empfänger vom Typ C

geometrische Symmetrie.
Es ist offensichtlich mehr als nur das.

Antworten (3)

Unten ist die Pinbelegung für die Buchse:

GND  TX1+ TX1- Vbus CC1   D+   D-  SBU1 Vbus RX2- RX2+ GND
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=+====+====+====+====+====+====+====+====+====+====+====+=
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GND  RX1+ RX1- Vbus SBU2  D-   D+  CC2  Vbus TX2- TX2+ GND

Sie werden feststellen, dass alle Pins rotationssymmetrisch sind. Wenn Sie also den Stecker umdrehen, verbindet sich TX1+ mit TX2+, TX1- mit TX2- usw. und am wichtigsten, Vbus und GND stimmen immer überein.

Der Trick liegt im Controller und im Kabel – die CC-Pins werden verwendet, um die Ausrichtung zu erkennen, an welcher Stelle der Controller entsprechend weiterleitet:

2.3.2 Steckerausrichtung/Kabelverdrehungserkennung

Der USB-Typ-C-Stecker kann in einer von zwei Ausrichtungen in eine Buchse gesteckt werden, daher ermöglichen die CC-Stifte eine Methode zur Erkennung der Steckerausrichtung, um zu bestimmen, welche SuperSpeed-USB-Datensignalpaare funktional über das Kabel verbunden sind. Dies ermöglicht bei Bedarf ein Signalrouting innerhalb eines DFP oder UFP, das für eine erfolgreiche Verbindung eingerichtet werden kann.

Quelle: Blogspot-Link Quelle: Blogspot-Link

Wie Sie sich vorstellen können, werden die Kabel aufgrund der zusätzlichen Drähte etwas kräftiger sein.

  • Mindestens 15 Drähte plus Geflecht erforderlich für Typ-C mit vollem Funktionsumfang (d. h. USB 3.1 – empfohlener Außendurchmesser von 4–6 mm)
  • 10 Drähte plus Geflecht für ältere Typ-C-USB-3.0/3.1-Kabel (vorgesehen zum Anschluss an Typ-A oder Typ-B am anderen Ende – empfohlener Außendurchmesser von 3–5 mm)
  • Für USB 2.0 oder früher, unabhängig davon, ob am anderen Ende eine Verbindung mit Typ-C oder einem Legacy-Typ hergestellt wird, ist die übliche Konfiguration mit vier Drähten zulässig (empfohlener Außendurchmesser 2–4 mm).

Quelle: USB 3.1 Specification @ usb.org – insbesondere die Universal Serial Bus Revision 3.1 Specification PDF, die oben auf der Seite zum Download zur Verfügung steht)

Auch ein großartiger Blog-Beitrag, der alle Details zum Konfigurationskanal-Pin erklärt:

http://kevinzhengwork.blogspot.de/2014/09/usb-type-c-configuration-channel-cc-pin.html

Archive.org (falls es offline geht)

Warum nicht genau rotationssymmetrisch haben und sich nicht um die Ausrichtung kümmern und die Anzahl der Pins reduzieren?
@ACD dazu müssten Sie vier weitere Drähte hinzufügen, nachdem Sie die beiden CC-Drähte entfernt haben, was zwei mehr sind als die Verdrahtung, die die Ausrichtung erkennt.
@Funky Ich meinte, warum sich überhaupt um Orientierung kümmern. Wenn Sie den Anschluss stattdessen so gemacht haben: imgur.com/VKqyvJg , hat er die gleiche Anzahl von Pins und es ist nicht erforderlich, dass ein Controller das Routing ändert, wenn er auf die eine oder andere Weise angeschlossen ist.
@ACD In dem von Ihnen verlinkten Bild wird die Hälfte der Superspeed-Signale weggelassen. Sie haben die volle Rotationssymmetrie berücksichtigt, aber vergessen, die andere Hälfte der Signale hinzuzufügen. Die D+/D- Signale sind richtig, aber das ist USB 2.0, in 3.0 haben Sie zwei weitere differenzielle Paare. en.wikipedia.org/wiki/USB_3.0#Pinbelegung
@ACD Und haben Sie auch versucht, einen USB-Stick anzuschließen, ohne zu schauen? Es muss eines der ärgerlichsten Dinge der Welt sein.
@Funky, ich verstehe deinen letzten Kommentar nicht. Ich bin dafür, dass ich es in beide Richtungen anschließen kann. Sie vermissen jedoch immer noch meinen Standpunkt zur perfekten Rotationssymmetrie. Wie viele Pins USB3.0 auch benötigt, ob es 10 oder 500 sind, warum sollte man den Stecker nicht gleich machen, wenn man ihn umdreht, damit ein Controller weniger Arbeit hat? Einfach weil es mehr Stifte bräuchte? Das ist meine einzige Frage hier. Entschuldigen Sie das Durcheinander.
@ACD: Ja, wie er bereits erwähnt hat, add four more wires after removing the two CC wireswerden mehr Stifte und vor allem mehr Drähte verwendet (was das Kabel viel dicker macht, was ein größeres Problem darstellt). Dieses Schema soll einfach die Anzahl der Pins um 2 reduzieren. Ich sehe das ehrlich gesagt nicht als zu viel an, aber die Designer sind sicherlich anderer Meinung.
@ACD OHHHHHHH OK okay. Ich denke, nur weil sie es so klein wie möglich halten wollen, damit sie im Mobilfunkmarkt bleiben können. In Anbetracht all der verschiedenen Verhandlungen, die bereits im USB-Treiber stattfinden, ist die Implementierung der Orientierungserkennung nicht viel mehr Arbeit.
@sleb und Funky, das ist alles, was ich mich gefragt habe. Für mich sind 2 zusätzliche Pins für einen Controller, um eine Sache weniger herauszufinden, es wert, aber ich denke, als Steckerdesigner ist "kleiner ist besser" ihre Priorität.
<s>Die Stifte sind rotationssymmetrisch, warum kümmert sich also jedes Ende darum, welche Ausrichtung es ist? Die CC-Pins werden nicht benötigt?</s> Ohh, weil es 2 Sendepaare und 2 Empfangspaare gibt.
@endolith Ja, als ich das geschrieben habe, hat es auch eine Weile gedauert, bis ich das herausgefunden habe. USB 3.1 erfordert tatsächlich sowohl TX- als auch beide RX-Paare, sodass sich das Gerät über die CC-Pins "orientieren" und herausfinden kann, welches Paar welches ist.
@ACD Es gibt abgerundete DC-Anschlüsse. Aber diese haben nur ein +und ein -. Keine USB-Datenleitungen, kein USB-C-PD, keine USB 3.0-Datenleitungen, Erdungsstifte oder RX/TX - Stifte.

Da die Kabel passiv sind und abwärtskompatibel sein sollen, werden die Signale oben und unten dupliziert. Dies hat den Vorteil, dass die Leistungspins verdoppelt werden und somit die Stromkapazität erhöht wird.

Du hast also auch jedes Kabel doppelt? Macht das die Kabel nicht ziemlich dick? Ist das auch der Grund, warum man bei 3.1 einfach die Datenrate verdoppelt hat? Sie haben von allem einfach die doppelte Menge?
@ProfessorSparkles (mehr für alle anderen, die dies gerade lesen) Alle Paare werden tatsächlich verwendet, was eine erhöhte Bandbreite und Leistungsübertragung ermöglicht. An den „CC“-Pins passiert die Magie, die es den Geräten ermöglicht, zu bestimmen, welche TX/RX-Paare welche sind.

Die 2 × 12 (dh 24) Stifte sind so angeordnet, dass das Einstecken in beide Richtungen die elektrische Energie auf den gleichen Weg leitet. Wie Wladimir sagt, geometrische Symmetrie. Jeder der Stifte hat einen Klonstift auf der anderen Reihe von 12 Stiften.

Ursprünglich als Kommentar geschrieben, aber ich habe mich entschieden, es als Antwort zu posten. Es gibt bereits Antworten, aber ich wollte nur meinen Wortlaut hinzufügen.
Vielleicht möchten Sie dies noch einmal überprüfen. Meine Lesung ist, dass beide TX / RX-Quads die ganze Zeit verwendet werden, aber dass das Drehen des Steckers sie vertauscht. Der Controller muss sie korrekt routen und verwendet dabei CC1 und CC2. Lesen Sie die Antwort von Doktor J noch einmal. Es sieht gut aus für mich (aber ich weiß nicht viel über das Thema).
Wie geht USB Typ C mit umgekehrter Polarität / Signalduplizierung um?
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