Η καταπληκτική θύρα USB-C. Είναι πλέον παντού. Ακόμα και η Apple τελικά ενέδωσε και μετέφερε ολόκληρη τη σειρά προϊόντων της σε αυτήν. Και ακόμα καλύτερα, μπορείτε ακόμη και Φόρτιση μπαταριών AA μέσω USB-CΜε αυτόν τον ρυθμό, ποιος δεν θα χρησιμοποιούσε USB-C; Φυσικά, ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματά του είναι η αναστρεψιμότητά του: σε αντίθεση με τα USB-A, USB-B ή HDMI, μπορείτε να γυρίσετε ένα καλώδιο USB-C προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και θα λειτουργήσει ακριβώς με τον ίδιο τρόπο. Λοιπόν, τουλάχιστον για εσάς.
Πρόσφατα, συνάντησα ένα καλώδιο USB-C που ήταν πιο αργό από όσο έπρεπε. Αλλά την επόμενη φορά που το σύνδεσα, λειτούργησε μια χαρά. Την επόμενη φορά, όμως, δεν λειτούργησε. Συνειδητοποίησα τότε ότι η μία κατεύθυνση λειτουργούσε, αλλά η άλλη όχι. Η υπόσχεση της αναστρεψιμότητας είχε παραβιαστεί, οπότε έπρεπε να το ερευνήσω. Το έκανα και έμαθα περισσότερα από όσα περίμενα για την εσωτερική λειτουργία μιας υποδοχής USB-C.
Γρήγοροι σύνδεσμοι
Αλλά... τι είναι στην πραγματικότητα το USB-C;
Σύνδεσμος πολλαπλών ακίδων
Το USB-C είναι μια τυπική υποδοχή. Είναι ένα στρογγυλεμένο ορθογώνιο με 24 ακίδες στο εσωτερικό. Η υποδοχή (η θύρα στο τηλέφωνο ή τον φορητό υπολογιστή σας) εμφανίζει 24 σημεία σύνδεσης. Το βύσμα στο καλώδιο τεχνικά έχει επίσης 24 σημεία σύνδεσης, αλλά μερικά είναι εσωτερικά συνδεδεμένα μεταξύ τους, επομένως καταλήγετε με λιγότερες ανεξάρτητες συνδέσεις μέσα στο καλώδιο από ό,τι υποδηλώνει ο αριθμός των ακίδων. Περισσότερα για αυτό αργότερα.
Αν κοιτάξετε προσεκτικά μια θύρα USB-C, μπορείτε να δείτε τα μικροσκοπικά σημεία επαφής στο εσωτερικό. Παραπάνω, μπορείτε να δείτε τη θύρα USB-C στο παλιό μου Nothing Phone (1) και στο MacBook μου. Η θύρα USB-C στον φορτιστή της Apple είναι πιο ορατή, αλλά της λείπουν μερικές ακίδες επειδή προορίζεται μόνο για φόρτιση, όχι για δεδομένα υψηλής ταχύτητας.
Σύντομος οδηγός USB-C
Πίνακες και γραφήματα
Υπάρχουν πολλές ακίδες, αλλά δεν είναι απλώς ακίδες που συνδέονται με καλώδια. Κάθε μία εξυπηρετεί έναν συγκεκριμένο σκοπό. Ακολουθεί ένα απλοποιημένο διάγραμμα που δημιούργησα για να δείξω τις ακίδες σε μια υποδοχή (θύρα) USB-C. Αυτό αφορά μια θύρα USB-C πλήρους λειτουργικότητας. Δεν χρησιμοποιούν όλες αυτές τις ακίδες κάθε καλώδιο ή φορτιστής.
Σε πολλά καλώδια που χρησιμοποιούνται στην πράξη, εφαρμόζεται το ζεύγος διαφορικού σήματος D+/D−. 2.0 USB Ως ένα μόνο ζεύγος που μοιράζονται οι δύο πλευρές του συνδετήρα, λειτουργεί εσωτερικά ως «ένα ζεύγος που λειτουργεί και προς τις δύο κατευθύνσεις», ακόμα κι αν φαίνεται ελαφρώς διαφορετικό σε διαφορετικά διαγράμματα. Έτσι, για έναν συνδετήρα USB-CΘα έχετε κάτι παρόμοιο με το εξής:
| τα πάρτυ | επιγραφή | η περιγραφή |
|---|---|---|
| ⬛Α1, Α12, Β1, Β12 | GND | Σημεία γείωσης. |
| 🟥Α4, Α9, Β4, Β9 | VBUS | Ισχύς φορέα: +5V από προεπιλογή (υψηλότερη με διαπραγμάτευση) Παράδοση ισχύος USB). |
| 🟪A5 | CC1 | Το κανάλι 1 προορίζεται για διαμόρφωση. Το κανάλι είναι ενεργό όταν ο σύνδεσμος βρίσκεται στον προσανατολισμό Α. Χρησιμοποιείται για ανίχνευση στροφής/προσανατολισμού και συνδέσεις. USB PD. |
| 🟪B5 | CC2 | Το κανάλι 2 προορίζεται για διαμόρφωση. Το ενεργό κανάλι είναι όταν η υποδοχή είναι αναστρέψιμη. |
| 🟩Α6, Β6 | D+ | 2.0 USB D+. Μέσα στο καλώδιο, αυτά τα άκρα συνήθως συνδέονται μεταξύ τους σε ένα μόνο διαφορικό ζεύγος. |
| 🟩Α7, Β7 | Δ− | 2.0 USB D−. Είναι επίσης ως επί το πλείστον εσωτερικά συνδεδεμένο. |
| 🟧Α8, Β8 | SBU1/SBU2 | Οι ακροδέκτες πλευρικής χρήσης χρησιμοποιούνται κυρίως για εναλλακτικές καταστάσεις (για παράδειγμα, DisplayPort AUXΜετατροπείς ήχου και διόρθωση σφαλμάτων). |
| 🟦A2, A3 | TX1+/TX1− | Ζεύγος μετάδοσης υψηλής ταχύτητας (Track 1 TX). |
| 🟦B11, B10 | RX1+/RX1− | Ζεύγος δεκτών υψηλής ταχύτητας (Track 1 RX). |
| 🟦B2, B3 | TX2+/TX2− | Ζεύγος μετάδοσης υψηλής ταχύτητας (Track 2 TX). |
| 🟦A11, A10 | RX2+/RX2− | Ζεύγος δεκτών υψηλής ταχύτητας (Track 2 RX). |
Στην πραγματικότητα, ήταν USB 2.0 τύπου A Έχει (και εξακολουθεί να έχει) μόνο τέσσερις ακροδέκτες: GND, VBUS, D+ και D−. Αυτό επαρκεί για βασική μεταφορά δεδομένων και φόρτιση 5V. USB-C Με αυτούς τους ακροδέκτες, προσθέτει στη συνέχεια περισσότερους ακροδέκτες ισχύος, ζεύγη διαφορικών υψηλής ταχύτητας και πλευρικούς ακροδέκτες από πάνω τους.
Αν παρατηρήσετε προσεκτικά τη διάταξη των ακροδεκτών, θα διαπιστώσετε ότι οι σειρές Α και Β δεν είναι ακριβώς ίδιες. Είναι αρκετά παρόμοιες ώστε ο αγωγός να είναι αναστρέψιμος, αλλά υπάρχουν ανεπαίσθητες αλλά σημαντικές διαφορές. Και εκεί είναι που τα πράγματα γίνονται ενδιαφέροντα.
USB-C Δεν είναι πλήρως «μηχανικά» αναστρέψιμο
Συμμετρία, αλλά με ένα πρόβλημα
 |
| Θυμηθείτε: οι υποδοχές ήχου ήταν δημοφιλείς πριν από οτιδήποτε άλλο. |
Σκεφτείτε έναν άλλο αναστρέψιμο σύνδεσμο. Μου έρχεται στο μυαλό. Οι έγχρωμες υποδοχές ήχου 3.5 χιλιοστών στον υπολογιστή μουΑυτά τα βύσματα είναι αναστρέψιμα 360 μοιρών. Μπορείτε να τα περιστρέψετε σαν παιχνίδι-παιχνίδι και θα συνεχίσουν να λειτουργούν. Δεν είμαι σίγουρος αν η «αναστρεψιμότητα» ήταν ο αρχικός στόχος σχεδιασμού για τις υποδοχές ήχου, αλλά σίγουρα ήταν ο στόχος σχεδιασμού για τις θύρες. USB-CΗ αναστρεψιμότητα δεν ήταν απλώς μια ακούσια παρενέργεια, αλλά ο κύριος στόχος, και οι μηχανικοί (είθε ο Θεός να τους ευλογεί) κατέβαλαν μεγάλες προσπάθειες για να την επιτύχουν.
Η παρουσία πολλαπλών σημείων γείωσης (GND) Β VBUSΑυτό έχει νόημα για την αύξηση της αξιοπιστίας και της ικανότητας διαχείρισης του ρεύματος. Ωστόσο, USB-C Πηγαίνει ένα βήμα παραπέρα και διπλασιάζει τη σύνδεση σε κρίσιμα σημεία σύνδεσης δεδομένων, έτσι ώστε η υποδοχή να λειτουργεί είτε την εισάγετε «με το λογότυπο στραμμένο προς τα πάνω» είτε «με το λογότυπο στραμμένο προς τα κάτω». Ωστόσο, δεν είναι απλώς ένα χαζό, τέλεια ομοιόμορφο κομμάτι μετάλλου.
Στην πραγματικότητα, με σημεία σύνδεσης GND و VBUSΕκτός από το ζεύγος δεδομένων USB 2.0 D+/D−Δεν μπορείτε να κάνετε λάθος. Ανεξάρτητα από τον τρόπο σύνδεσής του, συνδέεται με τα αντίστοιχα συστήματα και όλα λειτουργούν τέλεια. Ωστόσο, USB 3.x Υψηλή ταχύτητα και DisplayPort و ΚεραυνόςΤην ενδιαφέρει πολύ να είναι στο σωστό δρόμο.
Ας φανταστούμε ένα φις συνδεδεμένο σε μια πρίζα. Υπάρχουν δύο τρόποι με τους οποίους μπορεί να γίνει αυτή η σύνδεση: ας την ονομάσουμε κατεύθυνση Α και κατεύθυνση Β. Όταν γυρίζετε το φις, τα δύο ζεύγη Υπερταχύτητα Δεν ευθυγραμμίζονται μαγικά με τα ίδια μαξιλάρια.
| Κατεύθυνση Α | Κατεύθυνση Β |
| Το βύσμα εισάγεται έτσι ώστε ο πείρος να ευθυγραμμίζεται A1 Το δικό του με A1 Βρίσκεται στην πρίζα. Το ζεύγος υψηλής ταχύτητας είναι συμβατό. TX1 Το βύσμα συνοδεύεται από ένα σετ τακάκια υψηλής ταχύτητας (Track 1) στην υποδοχή και είναι συμβατό. RX1 Με την αντίστοιχη υπάλληλο υποδοχής. | Γυρίστε ανάποδα τον σύνδεσμο. Τώρα, το ίδιο πραγματικό ζεύγος χάλκινων αγωγών μέσα στο καλώδιο συνδέεται με τα άλλα track pads (track 2) στην υποδοχή. |
Πρότυπο που χρησιμοποιείται **USB 3.x** (Ανεξάρτητα από τις περιπλοκές προς το παρόν) **USB 3.2 x2** Πολυκάναλο και **USB4 / Κεραυνός**) Υπάρχει ένα ζεύγος μετάδοσης και ένα ζεύγος λήψης για τα δεδομένα. Έτσι, αν η υποδοχή εμφανίζεται ως "Διαδρομή 1" ή "Διαδρομή 2" ανάλογα με τον προσανατολισμό, πώς γνωρίζει η συσκευή ποιον συνδυασμό ακίδων να χρησιμοποιήσει; Αυτό χειρίζονται οι ακίδες. **Κοινοποίηση**.
Τι κάνουν οι ακίδες CC;
Το λιμάνι γνωρίζει ποια κατεύθυνση είναι η υψηλότερη.
 |
| Οι ακίδες είναι πιο ορατές στον σύνδεσμο. **USB-C**, Τα σημεία επαφής από χαλκό βρίσκονται στη μικρή γλωττίδα μέσα στον σύνδεσμο. |
1. **Κοινοποίηση** Υπηρετεί ως κοινωνική συντονίστρια για **USB-C**. Καθορίζει ποιος είναι ο κεντρικός υπολογιστής, ποια είναι η συσκευή, ποιος παρέχει ενέργεια, πόση ενέργεια και, το πιο σημαντικό για εμάς, ποια κατεύθυνση του συνδέσμου χρησιμοποιείται αυτήν τη στιγμή (θα το κρατήσουμε απλό εδώ).
Από την πλευρά της Μοσούλης, υπάρχει ένα σημείο σύνδεσης **CC** (**A5** Στη μία πλευρά της γλώσσας, και **Β5** Από την άλλη πλευρά, μέσω διαφορετικών αντιστάσεων ανάλογα με τον τύπο του καλωδίου. Από την πλευρά της συσκευής, η θύρα διαθέτει αντιστάσεις ανύψωσης ή έλξης που της επιτρέπουν να ανιχνεύει εάν υπάρχει κάποιο συνδεδεμένο στοιχείο, αν αυτό το στοιχείο είναι συσκευή, φορτιστής ή αξεσουάρ, και ποια ακίδα. **CC** (**CC1** Ή **CC2**) Ενεργό αυτήν τη στιγμή, δηλαδή, ποια πλευρά του συνδέσμου είναι "κάτω".
αν ήταν **CC1** (**A5**) Είναι αυτή που τελικά συνδέεται. Η συσκευή λέει, "Εντάξει, αυτή είναι η κατεύθυνση **A**. Η λωρίδα ταχείας κυκλοφορίας 1, η οποία είναι πιο κοντά στην **CC1**, είναι αυτή που πρέπει να χρησιμοποιήσω." Αλλά αν... **CC2** (**B5**) Αν τελικά συνδεθεί, η συσκευή γνωρίζει ότι είναι η κατεύθυνση **B** και αντ' αυτού χρησιμοποιεί τη διαδρομή που βρίσκεται πλησιέστερα στο **CC2**.
Με άλλα λόγια:
- κατεύθυνση A ← CC1 Ενεργό → Η θύρα ρυθμίζεται εσωτερικά Διαδρομή 1 Στο γρήγορο ενεργό ζεύγος καλωδίων.
- κατεύθυνση B ← CC2 Ενεργό ← Επαναφέρει τη θύρα σε Διαδρομή 2 Αντί για αυτό.
Η ίδια η υποδοχή είναι σχεδόν πανομοιότυπη, αλλά τα ηλεκτρονικά πίσω από αυτήν εκτελούν κάποιες αλλαγές, έτσι ώστε το όλο σύστημα να φαίνεται αναστρέψιμο. Η **USB-C** με τα κατάλληλα δεδομένα **USB 3.x** δεν είναι πλήρως μηχανικά αναστρέψιμη. Στην πραγματικότητα, υπάρχει λογική που αναδρομολογεί τις διαδρομές ώστε να ταιριάζουν με τον προσανατολισμό.
Γιατί έχει σημασία κάτι από αυτά για εσάς;
Η ιστορία είναι ωραία, αλλά τώρα τι;
Εάν χρησιμοποιείτε καλώδιο USB-C Μόνο για αποστολή ή για γρήγορη μεταφορά βασικών δεδομένων 2.0 USBΟ προσανατολισμός της σύνδεσής του δεν έχει και τόση σημασία. Σε αυτήν την περίπτωση, ο σύνδεσμος θεωρείται "πλήρως αναστρέψιμος" σε σχέση με αυτό που κάνετε. Ωστόσο, τα πράγματα περιπλέκονται όταν υπάρχει σφάλμα. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι ένα ζεύγος μετάδοσης υψηλής ταχύτητας (ΥπερταχύτηταΗ μία πλευρά του βύσματος είναι κατεστραμμένη. Φανταστείτε ότι TX1 Στο βύσμα (ακίδες A2 و A3Μπορεί να είναι εκτός λειτουργίας:
- Αν το συνδέσετε προς την κατεύθυνση που επιλέγει η συσκευή, το κομμάτι 1 (η πλευρά που χρησιμοποιεί TX1/RX1Ο σύνδεσμος θα αποτύχει. USB 3.xΟι συσκευές συνήθως επιστρέφουν στην 2.0 USB.
- Αν αντιστρέψετε το καλώδιο, η θύρα θα χρησιμοποιήσει τώρα την άλλη διαδρομή.TX2/RX2(Πράγμα που ίσως να είναι και εντάξει.) Ξαφνικά, το ίδιο καλώδιο φαίνεται να «λειτουργεί καλύτερα» όταν συνδέεται αντίστροφα.
Αυτή ακριβώς είναι η συμπεριφορά που παρατήρησα με το καλώδιό μου. Η μία κατεύθυνση μου έδινε γρήγορα δεδομένα, ενώ η άλλη ήταν αισθητά πιο αργή. Σε αυτήν την περίπτωση, έβαλα ετικέτες στις οδηγίες λειτουργίας και στα δύο άκρα και τώρα λειτουργεί τέλεια. Η ίδια λογική ισχύει και για τη θύρα της συσκευής. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι η ακίδα D+ Στο A6 Στην πρίζα USB-C Το τηλέφωνό σας είναι λυγισμένο ή βρώμικο:
- Συνδέστε το καλώδιο έτσι ώστε το ζεύγος να ευθυγραμμιστεί 2.0 USB Το δικό του με A6/A7Τα δεδομένα ενδέχεται να αποτύχουν 2.0 USBΉ το τηλέφωνο μπορεί να ταλαντεύεται μεταξύ σύνδεσης και αποσύνδεσης.
- Γυρίστε το βύσμα έτσι ώστε να κατέβει ένα ζευγάρι 2.0 USB Το καλώδιο είναι τώρα ενεργοποιημένο B6/B7 Αντίθετα: Ξαφνικά, η βασική μεταφορά δεδομένων και η φόρτιση επιστρέφουν ξανά στην κανονική λειτουργία.
Γι' αυτό το λόγο, η αντιστροφή της κατεύθυνσης μερικές φορές μοιάζει με την επισκευή μιας ελαττωματικής θύρας ή καλωδίου. Κυριολεκτικά, μετακινείτε τη σύνδεση μακριά από ένα κατεστραμμένο σημείο επαφής σε ένα καθαρό, άθικτο.
USB-C رائع
(Ακόμα κι αν το μάρκετινγκ δεν είναι έτσι)
 |
| καλώδιο USB-C Κακή ποιότητα, συχνά συσκευασμένο με φθηνά αξεσουάρ. |
ότι USB-C Δεν είναι απλώς μια «δέσμη καλωδίων», όπως αυτά που βλέπετε όταν κάνετε ένα πτύχωση καλωδίων Ethernet Μπενφσκ
Απαιτείται κάποια εξήγηση. Μέσα σε κάθε καλή συσκευή USB-C (και σε ορισμένες περιπτώσεις, μέσα στο ίδιο το καλώδιο), υπάρχει ένα τσιπ πυριτίου που παρακολουθεί τις ακίδες CC, για να καθορίσει ποια άκρα είναι συνδεδεμένα, προς ποια κατεύθυνση είναι συνδεδεμένα, πόση ισχύς είναι ασφαλής και ποια διαδρομή υψηλής ταχύτητας πρέπει να ενεργοποιηθεί.
Δυστυχώς, στην πράξη, Η φήμη του USB-C έχει πληγεί κάπως από τον τρόπο με τον οποίο διατίθενται στην αγορά τα καλώδια και οι θύρες του.Επιφανειακά, βλέπετε 24 ακίδες στο θηλυκό βύσμα και έως και 24 σημεία επαφής στο αρσενικό βύσμα, αλλά σε πολλά φθηνά καλώδια, μόνο ένα υποσύνολο αυτών των σημείων είναι στην πραγματικότητα συνδεδεμένο. Αυτό είναι αποδεκτό: Το USB-C είναι ένα πρότυπο σύνδεσης, όχι εγγύηση ότι κάθε εφαρμογή υποστηρίζει κάθε λειτουργία.
Για τις περισσότερες συσκευές, το απόλυτο ελάχιστο είναι η GND (γείωση), η VBUS (τροφοδοσία) και ένα ζεύγος USB 2.0 D+/D−. Οτιδήποτε πέρα από αυτό είναι προαιρετική επιπλέον καλωδίωση. Μπορείτε να δείτε ένα από τα καλώδια που αποσυναρμολόγησα (χονδρικά) παραπάνω.
Μερικές φορές, το μόνο που χρειάζεται είναι να γυρίσετε το καλώδιο.
Αυτή είναι μια εκτενής εξήγηση για το γιατί το καλώδιο USB-C μου επιβραδύνεται όταν συνδέεται προς τη μία πλευρά και επιταχύνεται ξανά όταν το γυρίζω. Όταν ένα σετ ακίδων ή ένα κομμάτι είναι σπασμένο, η άλλη κατεύθυνση μπορεί να αποφύγει τη ζημιά και να φαίνεται ότι έχει επισκευαστεί.
Σε κάθε περίπτωση, ελπίζω αυτό να σας δώσει μια νέα εκτίμηση για τη μαγεία που κρύβεται πίσω από τη μικρή και αθώα θύρα USB-C. Παρακαλώ ενημερώστε με αν έχω κάνει κάποιο λάθος.
