Rolclassificatie en definitie van USB Type-C

13 okt 2023

Rolclassificatie en definitie van USB Type-C

De USB-kabel is een bus met een master-slave relatie. In een USB-kabel kan er maar één USB-host zijn, en de andere apparaten zijn slaves.

Voordat twee apparaten in een USB-kabel worden aangesloten, wordt hun master-slave relatie meestal bepaald (behalve bij OTG). Zo is de DownStreaming Face Port (DFP) van USB meestal de host, terwijl de UpStreaming Face Port (UFP) van USB het slave-apparaat is. In de USB2.0- en USB3.0-tijdperken gebruikten de meeste apparaten nog steeds interfaces zoals TYPE-A en TYPE-B, waarmee hun rollen eenvoudig op type te onderscheiden waren. Over het algemeen is TYPE-A de host, TYPE-B, MICRO B en MINI zijn de slave-apparaten.

Vanaf USB3.1 kunnen beide uiteinden van de USB-kabel TYPE-C interfaces zijn. De meer geavanceerde USB4 kan alleen TYPE-C interfaces gebruiken. Dit type interface is hetzelfde aan de apparaatzijde als aan de hostzijde. Dit is tot op zekere hoogte zo dat het onmogelijk is te zeggen welke host is en wie het slave-apparaat.

In het vorige USB-protocol geldt, als de interface van een apparaat DFP is, het moet een host zijn of de functie van een host hebben. Als de interface van een apparaat UFP is, moet het een slave-apparaat zijn of de functie van een slave-apparaat hebben. Omdat TYPE-C echter het PD-laadprotocol introduceert, realiseert het schakelen tussen master- en slave-apparaten, en breidt het de oorspronkelijke twee rollen uit en herdefinieert het. Een DFP-interface is niet zomaar een USB-host, en een UFP-interface is ook niet zomaar een UFP.


TYPE-C definieert meer roltypes dan de vorige USB-specificatie, namelijk:
  • Pure power supply party: Deze kan alleen als power supply party (Source) worden gebruikt en kan niet worden omgeschakeld naar een stroomverbruiker (Sink) via de power supply agreement.
  • Standaard voedingspartij: Dit is standaard de voedingspartij en kan via het stroomvoedingsprotocol naar de stroomverbruiker worden geschakeld.
  • Zuivere stroomverbruiker: Het kan alleen als stroomverbruiker worden gebruikt en kan niet worden overgeschakeld naar een energieleverancier via de stroomleveringsovereenkomst.
  • Standaard stroomverbruiker: Het is standaard de stroomverbruiker en kan via het stroomtoeleveringsprotocol naar de stroomvoorziener worden geschakeld.
  • Schakelbare dubbele rol: Standaard is het dubbele rol (DRP), rollen kunnen via het voedingsprotocol worden gewisseld.
  • Twee-rol voeding: Het werkt standaard als dubbelrol en kan de voedingsrol wisselen via het stroombronprotocol. Het heeft DFP- en UFP-functies, maar kan niet als USB-host worden gebruikt, zoals de upstreamGezicht port (UFP) van een HUB.
  • Dual-role energieverbruikende host: Hij werkt standaard als dual-role en kan de stroombronrol wisselen via het power supply-protocol. Het heeft DFP- en UFP-functies, maar kan niet worden gebruikt als een USB-apparaat (detico), zoals de downstream van de hubFrontpoort(DFP).
 
Rollen Rol van de Communicatiefunctie van de Initiële Verbinding illustreer
Stroomvoorzieningspartij(Bron) DownStreaming Face Port (DFP) Uitgangsvermogen van de interface
Partij voor energieverbruik(Gootsteen) UpStreaming Face Port (UFP) Interface-invoervermogen
Dual-role apparaten(Dubbele Rol Poort, DRB) Dual-role apparaten (DFP of UFP) 1. De interface kan een stroomvoedingspartij zijn of een stroomverbruikspartij. Dual role switching (DFP of UFP) vindt plaats tijdens de verbinding. Beide partijen identificeren en bepalen de rollen wanneer de twee apparaten verbonden zijn.
2. Wanneer een ander verbonden apparaat de voeding is, is deze interface de stroomverbruiker;
3. Wanneer een ander aangesloten apparaat een stroomverbruiker is, is deze interface de voeding;
4. Wanneer het aangesloten apparaat ook dubbele functies heeft, kan deze interface een stroomvoorziening of een stroomverbruiker zijn.
 
  • Vanuit het perspectief van de voeding kan de Type-C interface een voeding (bron) zijn, een stroomverbruiker (sink) of een dual role component (DRP).
  • Vanuit het perspectief van communicatiefuncties kan de Type-C interface eenstroomafwaartsFaceport (DFP) of eenstroomopwaartsGezicht Haven(UFP) of een dubbele rol.
  • Voor hun functies en rollen wordt deze bepaald op basis van de rol van de voeding bij het aansluiten. Wanneer de voedingsdeelhouder de voedingspartij is, is de functionele rol standaard DFP; wanneer de stroomvoorzieningsrol de stroomverbruiker is, is de functionele rol standaard UFP.

De rol van Type-C-apparaten wordt over het algemeen bepaald vóór de productie, en of twee Type-C-apparaten elkaar kunnen herkennen en samenwerken wanneer ze verbonden zijn.
 
  • "Niet werkend" betekent dat na de apparaten verbonden zijn, kan geen van beide partijen de ander herkennen, en er is geen voeding of signaaloverdracht, maar het zal geen schade aan de apparaten veroorzaken.
  • "Werkend" betekent dat nadat de apparaten met elkaar zijn verbonden, beide partijen elkaar kunnen identificeren en de voeding en communicatie kunnen uitvoeren.

Zoals uit de bovenstaande tabel te zien is, kan de stroomvoedingspartij niet werken in verbinding met de stroomtoeleveringspartij, en kan de stroomverbruikspartij niet werken in verband met de stroomverbruikspartij. Dual-role apparaten kunnen op elk apparaat worden aangesloten; als een dual-role apparaat is aangesloten op een stroomvoorzienend apparaat, fungeert het apparaat als stroomverbruiker; als het apparaat is aangesloten op een stroomverbruikend apparaat, fungeert het apparaat als stroomvoorziener. Als het apparaat is aangesloten op een ander apparaat met dubbele functies, werkt het apparaat willekeurig als stroombron of stroomverbruiker.
 
Rollen Stroomleveringspartij Stroomverbruikspartij Dual-role apparaten
Stroomvoorzieningspartij Werkt niet Werken Werken
Partij voor energieverbruik Werken Werkt niet Werken
Dual-role apparaten Werken Werken Werken