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Jul 10, 2023

Tudo sobre USB

Uma coisa incrível sobre o USB-C são seus recursos de alta velocidade. A pinagem dá

Uma coisa incrível sobre o USB-C são seus recursos de alta velocidade. A pinagem fornece quatro pares diferenciais de alta velocidade e mais alguns pares de velocidade mais baixa, que permitem bombear quantidades gigantes de dados por meio de um conector menor que uma moeda de um centavo. Nem todos os dispositivos aproveitam esse recurso e não são obrigados a fazê-lo – o USB-C foi projetado para ser acessível a todos os dispositivos portáteis sob o sol. Quando você tem um dispositivo com necessidades de alta velocidade exposto por meio de USB-C, no entanto, é glorioso o quanto o USB-C pode oferecer e como ele pode funcionar.

A capacidade de obter uma interface de alta velocidade do USB-C é chamada de Modo Alternativo, "altmode" para abreviar. Os três altmodes que você pode encontrar hoje em dia são USB3, DisplayPort e Thunderbolt, há alguns que desapareceram na obscuridade como HDMI e VirtualLink, e alguns estão surgindo como USB4. A maioria dos altmodes requer comunicação USB-C digital, usando um certo tipo de mensagens no canal PD. Dito isso, nem todos o fazem – o USB3 é o mais simples. Vamos ver o que faz um altmode funcionar.

Se você viu a pinagem, viu os pinos de alta velocidade. Hoje, gostaria de mostrar quais interfaces você pode obter desses pinos hoje em dia. Esta não é uma lista completa ou extensa – por exemplo, não vou falar sobre coisas como USB4, em parte porque não entendo muito bem nem tenho experiência com isso; isso, e é certo que teremos mais dispositivos de alta velocidade equipados com USB-C no futuro. Além disso, o USB-C é flexível o suficiente para que um hacker possa expor Ethernet ou SATA sobre ele de maneira compatível com USB-C - e se é isso que você está procurando, talvez esta visão geral seja o que o ajudará a descobrir.

O USB3 é muito, muito simples - você tem um par TX e um RX e, embora as velocidades de transmissão sejam muito maiores do que USB2, elas são gerenciáveis ​​por um hacker. Se você usar um PCB de várias camadas com controle de impedância para sinais USB3 e tratar seus pares de diferenças com respeito, sua conexão USB3 geralmente funcionará.

Com USB3 sobre USB-C, não há muita mudança – você terá um mux para lidar com a rotação, mas isso é tudo. Os muxes USB3 são abundantes, então você dificilmente terá problemas se adicionar USB-C compatível com USB3 à sua placa. Há também o USB3 de link duplo, usando dois links USB3 em paralelo para aumentar a taxa de transferência, mas os hackers geralmente não encontrarão nem precisarão dele, e esse território tende a ser melhor coberto pelo Thunderbolt. Quer converter um dispositivo USB3 para USB-C? Tudo o que você realmente precisa é de um mux. Se você estava pensando em colocar um conector MicroUSB 3.0 em sua placa para um dispositivo de alta velocidade, peço educadamente, mas com firmeza, que reconsidere e coloque um soquete USB-C e um VL160 lá.

Se você estiver projetando um dispositivo USB3 equipado com plugue, nem precisa de um multiplexador para lidar com a rotação – na verdade, não precisa de nenhuma detecção de rotação. Um único resistor de 5,1 kΩ não monitorado será suficiente para construir uma unidade flash USB3 que se conecta diretamente a uma porta USB-C ou fazer um adaptador USB-C macho para USB-A 3.0 fêmea. No lado do soquete, você pode evitar o uso de um mux se tiver uma conexão USB3 sobressalente para sacrificar, embora isso não seja uma troca maravilhosa de se fazer, é claro. Não conheço o USB3 de link duplo o suficiente para dizer se essa conexão é compatível com o link duplo USB3, mas vejo "não" como uma resposta mais provável do que "sim"!

DisplayPort (DP) é uma interface maravilhosa para conectar monitores de alta resolução – está ultrapassando o HDMI no espaço da área de trabalho, dominando o espaço de exibição incorporado em seu formato eDP e fornece altas resoluções em um único cabo, geralmente melhores do que o HDMI. É conversível para DVI ou HDMI com um adaptador barato usando um padrão chamado DP ++, e não é tão sobrecarregado de royalties quanto o HDMI. Faz sentido que o consórcio VESA tenha trabalhado com o grupo USB para implementar o suporte DisplayPort, especialmente porque os transmissores DisplayPort em SoCs estão se tornando cada vez mais populares.

Se você estiver usando um dock com saída HDMI ou VGA, está usando o modo alternativo DisplayPort sob o capô. Cada vez mais, os monitores vêm com DisplayPort sobre entradas USB-C e, graças a um recurso chamado MST, você pode encadear monitores, oferecendo uma configuração de vários monitores com um único cabo - a menos que você esteja usando um Macbook, como a Apple se recusa para suportar MST no MacOS.