Выпущена новая спецификация USB Type-C, которая может напрямую поддерживать выход HDMI

Интерфейс USB Type-C, вероятно, станет единственным интерфейсом данных для большинства ноутбуков и смартфонов в будущем, но эти устройства, которые поддерживают только интерфейс USB, должны по-прежнему взаимодействовать с устройствами, не подключенными к USB, такими как мониторы и телевизоры. Поэтому проектировщикам необходимо подумать о том, как реализовать преобразования USB и других высокоскоростных интерфейсов в одном разъеме, который включает в себя функции переключения выводов, обеспечения защиты от внешних переходных процессов, таких как ESD, и поддержания качества сигнала. Стандарт USB Type-C отвечает этим требованиям, определяя альтернативный режим (Alt Mode), который динамически изменяет функциональность выводов для поддержки протоколов передачи данных не-USB.

Эта статья описывает различные стандарты. С этими стандартами USB Type-C может быть подключен к HDMI или другим не USB-подобным интерфейсам данных. В этой статье также рассматриваются основные проблемы, которые необходимо учитывать при добавлении режима ожидания HDMI к интерфейсу USB Type-C.

Введение в спецификацию USB HDMI Forum выпустил спецификацию режима ожидания USB Type-C в конце 2016 года. Последний стандарт USB включает в себя следующие три части: Спецификация интерфейса USB Type-C Спецификация интерфейса USB Type-C была значительно изменена на основе хорошо известные спецификации типа A и типа B. Для обычного пользователя необходимо отметить два изменения: интерфейс типа C имеет размеры 8,3 мм х 2,5 мм, что намного меньше, чем у USB Type-A и Type-B, но содержит 24 контакта. В предыдущей версии было только 4 контакта. Интерфейс Type-C поддерживает прямую и обратную вставки, поскольку интерфейс Type-C использует симметричную структуру, и все сигнальные контакты находятся в одинаковом относительном положении с обеих сторон. USB Type-C также может взаимодействовать с традиционными системами USB 2.0 через контакты D + / D- и VBUS / GND. Его распиновка также включает в себя новые функциональные контакты (включая альтернативный режим), как определено в двух других спецификациях. На рисунке 1 показано стандартное и альтернативное отображение контактов интерфейса Type-C.

Рисунок 1: Расположение контактов USB Type-C с отображением альтернативного режима (Источник: Texas Instruments)

Спецификация USB Type 3.1

Спецификация USB Type 3.1 обновляет электрические характеристики USB, указывая скорость передачи данных до 10 Гбит / с (SuperSpeed + в спецификации). Для этого типа интерфейса требуются два специальных дифференциальных контакта для высокоскоростной передачи данных TX и RX, а стандарт источника питания повышен до 5 В / 150 мА.

Спецификация для питания USB

Спецификация блока питания USB (USB PD) определяет режим работы в режиме ожидания, который может поддерживать до 100 Вт зарядной мощности и значительно улучшить емкость блока питания. При использовании с USB-кабелем типа c USB PD позволяет осуществлять двустороннюю зарядку обоих устройств. Связь на выводах канала (CC) может быть настроена в соответствии с типом c, и направление зарядки может быть даже изменено в любое время.

Хотя эти три спецификации независимы, системы USB, поддерживающие HDMI, должны соответствовать спецификациям типа c и USB PD. Кроме того, каждый переназначенный вывод должен поддерживать скорость передачи данных соответствующего протокола HDMI 1.4.

HDMI 1.4 скорость передачи данных

HDMI 1.4 имеет шесть каналов данных, работающих на четырех разных скоростях передачи данных:

HDMI Ethernet и обратный аудиоканал (HEAC): высокоскоростной двусторонний канал передачи данных, поддерживающий 100base-tx (100 Мбит / с) Ethernet. HEAC включает компоненты потокового аудио, соответствующие стандарту IEC 60958-1.

TMDS (минимизировать передачу дифференциального сигнала): три дифференциальных канала для высокоскоростной передачи видео и данных. HDMI 1.4 имеет максимальную пропускную способность 10,2 Гбит / с или 3,4 Гбит / с на канал.

DDC (канал отображения данных): канал связи, основанный на стандартном протоколе I2C, со стандартной скоростью 100 Кбит / с, который позволяет устройству-источнику идентифицировать поддерживаемый аудио / видео формат.

CEC (потребительский электронный контроль): низкоскоростной канал передачи данных, позволяющий пользователям контролировать до 15 совместимых устройств. Этот канал данных соответствует спецификации CENELEC EN 50157-1.

HDMI-подключение

Стандартный интерфейс HDMI типа a показан на рисунке 2. На рисунке 3 показано новое определение выводов интерфейса USB типа c, поддерживающее режим ожидания HDMI. Он отображает три пары выводов TMDS и их тактовые сигналы на восемь выводов USB TX / RX, два вывода SBU, подключенных к каналу HEAC, и выводы CC, используемые для передачи низкоскоростных сигналов CEC. Также обратите внимание, что это преобразование не затронет пару D + / d-pin, поэтому каналы данных USB 2.0 могут мирно сосуществовать с HDMI.

Рисунок 2: HDMI type-a имеет 19 контактов, включая три высокоскоростных канала передачи данных для экранированной витой пары (источник: How Stuff Works.COM)

Рисунок 3. Отображение контактов в режиме HDMI в интерфейсе альтернативного режима USB type-c (источник: HDMI.org)

Инициализация режима ожидания HDMI

Спецификация USB PD определяет последовательность операций, необходимых для перехода в режим ожидания. Когда пользователь подключает активный кабель типа C между двумя портами USB PD, на канале CC выполняется серия согласований (рисунок 4), чтобы определить, является ли режим USB или режим ожидания, какой стандарт режима ожидания применять, и конкретный набор. сообщений определения поставщика (VDM), чтобы определить, какой стандарт использовать.

Рисунок 4: когда порт USB PD впервые распознает существование другого порта USB PD, проводятся переговоры, чтобы определить, какой протокол передачи и формат данных использовать (источник: Texas Instruments)

Другие функции USB PD, такие как определение требуемого уровня мощности и направления передачи мощности, также были рассмотрены в процессе согласования, но они не были необходимы для операций HDMI. Как только последовательность инициализации определит, что HDMI является требуемым протоколом, два порта будут переназначены по мере необходимости в режим ожидания HDMI.

Архитектура альтернативного режима HDMI

Какие аппаратные компоненты нужно добавить для поддержки HDMI с интерфейсом USB type-c? На рисунке 5 показана структурная схема интерфейса USB PD и указаны необходимые компоненты для альтернативного режима. Обратите внимание, что даже если приложение не указывает уровень мощности интерфейса USB PD, включение режима ожидания требует согласования со схемой CC и, следовательно, должно включать диспетчер PHY и PD USB:

Устройство физического уровня в режиме ожидания (PHY) принимает видеоинформацию графического процессора высокого уровня (GPU) и кодирует ее для передачи по трем линиям дифференциальных данных TMDS.

Мультиплексор альтернативного режима (MUX) поддерживает переключение между альтернативным режимом HDMI и USB. Для приложений HDMI он передает сигналы HDMI на соответствующий вывод интерфейса типа c; Для приложений USB 3.1 он подключается к сигналам RX / TX и переключается в соответствии с направлением передачи данных.

Рисунок 5: два дополнительных модуля требуются для реализации режима ожидания через интерфейс USB типа c, как показано зеленым (источник: Texas Instruments)

Фактический метод реализации

Спецификация альтернативного режима HDMI является новой, поэтому наборы микросхем, разработанные специально для таких приложений, все еще находятся в разработке. Однако компонент режима резервного копирования DisplayPort уже доступен и может использоваться с преобразователями HDMI. На рисунке 6 показана блок-схема порта USB type-c, который поддерживает как USB, режим ожидания HDMI и полную спецификацию USB PD.

Рисунок 6: Блок-схема порта USB type-c / HDMI

Конструкция состоит из следующих двух основных компонентов:

Первый - это независимый контроллер TPS65982 USB type-c и PD от Texas Instruments, который используется для выполнения следующих задач:

Проверьте состояние вставки и направление штекера USB-кабеля типа c

Обсудите характеристики источника питания и передайте информацию в микроконтроллер через протокол I2C, чтобы определить, какой режим работы использовать

Настройте параметры альтернативного режима мультиплексора для передачи сигналов USB или HDMI на соответствующее целевое устройство

Во время работы TPS65982 также управляет и контролирует путь питания USB

Второй - это Texas Instruments HD3SS460, представляющий собой высокоскоростной двухсторонний пассивный переключатель пассивного мультиплексора / демультиплексора 4x6, который можно переключать между альтернативным режимом и режимом USB, поддерживая переключение интерфейса.

Кроме того, есть видео конвертер для преобразования сигналов DisplayPort в формат HDMI.

Что касается линии преобразования типа c в hdmi, я бы хотел порекомендовать продукт MSL-force . Это высокое качество, стабильная производительность и экономичный продукт.

NO.1 USB C К HDMI Кабель 3840 * 2160 @ 60 Гц 3 м

Сверхтонкий дизайн USB C к HDMI из алюминиевого сплава хорош для ваших устройств USB C

- Нескользящий дизайн порта USB C делает его удобным для подключения и извлечения

- Одноразовая пластиковая инъекция USB C, делает ее более стабильной и долговечной

- Увеличить конструкцию SR, выдержать цикл 2000х / тест циклов изгиба 2000х

- После теста подключите кабель USB C к HDMI к HD-телевизору и Blue-ray DVD, проведите тестирование AV, разрешение 3840 * 2160 при 60 Гц, нет снега, нет мерцания

Нет сомнений в том, что этот продукт является обязательным для вас, когда у вас есть нужные потребности. Когда вы видите это, пожалуйста, не стесняйтесь нажимать на следующий URL.

http://www.mslforces.com/cable-and-adapter/type-c-adapter/cable/usb-c-to-hdmi-cable-3840-2160-60hz-3m.html

NO.2 USB 3.1 TYPE C для кабеля HDMI - MSLFORCE USB C 4K кабель

• Интегрирует приемник DisplayPort и передатчик HDMI 2.0 для преобразования видео формата

• Поддерживает разрешение экрана до 4096 x 2160 при частоте кадров 60 Гц с 24-битной цветопередачей и 4: 4: 4 цветовой выборкой, используя 4-полосный вход DP 1.2a, DP 1.3 или DP 1.4 со скоростью передачи данных HBR2 (5,4 Гбит / с)

• Очистка джиттера PLL обеспечивает стабильный выходной сигнал HDMI с широким запасом соответствия

• Функция ретранслятора HDCP 1.4 и HDCP 2.3 с встроенными в чип ключами

• Внутренняя возможность преобразования YCbCr 4: 4: 4/4: 2: 2 в YCbCr 4: 2: 0

• Включает микропроцессор на чипе с внутренним SPI ROM

• 1.2V основной источник питания и 3.3VI / O блок питания

• Низкое энергопотребление

• Внутренний кварцевый генератор, поддерживает внешний кристалл или эталонные часы

• ESD: HBM 7 кВ

• 48-контактный корпус 6x6 мм QFN, не содержит галогенов RoHS

Поддержка режима подключения, режим зеркала или расширения

Идеально подходит для конференции, встречи, презентации, рабочего пространства,

Работа с MacBook Pro 2019/2018/2016, 12-дюймовым MacBook, iMac 2019, iPad Pro 2018, Google Chromebook Pixel, Dell XPS 13/15, Galaxy S8 / S8 + и другими ноутбуками / планшетами / ПК, которые соответствуют VESA DisplayPort Альтернативный режим

Если вы заинтересованы или нуждаетесь в этом, пожалуйста, нажмите на ссылку ниже

http://www.mslforces.com/cable-and-adapter/type-c-adapter/usb-3-1-type-c-to-hdmi-cable-mslforce-usb-c.html

NO.3 USB C к HDMI Адаптер 4k 60 Гц - MSLFORCE Адаптер

Адаптер USB C-HDMI [совместимый с Thunderbolt 3] 4k @ 60Hz - Адаптер MSLFORCE

USB C 3.1 штекер для HDMI Женский штекер

Он может выводить устаревшие режимы видео HDMI, а также формат HDMI 2.0. Поддерживается HDMI 2.0 вплоть до допустимой максимальной скорости передачи данных TMDS 6 Гбит / с, что позволяет воспроизводить видео со скоростью 4K UHD со скоростью 60 кадров в секунду в режиме видео 4: 4: 4 при 24 битах на пиксель.

Компактный размер, уникальный дизайн и патентованные инструменты в доме

Технологические характеристики:

Входные соединения:

1 шт. USB-C 3.1, тип C (совместимый с портом Thunderbolt 3)

Выходные соединения:

HDMI 2.0 женский

Материалы:

Корпус из алюминиевого сплава

заявка

DisplayPort Alt Mode через конвертеры протокола USB Type-C ™ в HDMI

Конвертеры протокола Thunderbolt в HDMI

Если вы заинтересованы или нуждаетесь в этом, пожалуйста, нажмите на ссылку ниже.

MSLFORCE - лучший партнер вашего производителя оригинального оборудования #oem для аудио, видео, PD, кабелей передачи данных, адаптера, концентратора и док-станции USB C, расположенный в городе #ShenZhen, центре, известном своими дистрибьюторами и производством ……

Наша сборка информационных и компьютерных устройств в проверенном виде для вас.

MSL, которая выступает за «СДЕЛАНО ДЛЯ ПРОСТОЙ ЖИЗНИ», твердо верит в #Designing #developing, выполняя собственное производство.

мы выпускаем новый адаптер USB C, концентратор и док-станцию за квартал

мы помогаем клиентам превратить концепцию в реальный продукт, чтобы проверить успешный пример, который мы делаем по ссылке http://www.mslforces.com/unique-design/

О нас, Вы можете нажать на картинку ниже, чтобы привести вас к ......