標準USB 3.0 / 2.0コネクタをType-Cコネクタに置き換える- KBA228953 - Community Translated (JA)

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    Translation - English: Replacing Standard USB 3.0/2.0 Connector with Type-C Connector - KBA228953

     

    レガシーUSBコネクタとUSB-C

     

    標準のUSB 3.0ポートには{TX +/-RX +/-D +/-}のペアが1つしかありませんが、Type-Cコネクタ/ポートには{TX +/-RX +/-D +/-}のペアが2つあります。ピン配置は対称的であるため、コネクタはフリップの影響を受けません。Type-Cコネクタには、CC(コンフィグレーションチャネル)やSBU(サイドバンドの使用)などのType-C固有の機能用の追加ピンもあります。これらの比較を図1に示します。

     

    1. Type-Cと比較したレガシーUSBコネクタ

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    2. Type-Cレセプタクルのピン配列

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    3. Type-Cプラグのピン配列

    3.png

     

    ソースとシンクの接続、方向、およびIDを検出するために、CC終端モデルは、プルアップ(Rp)およびプルダウン(Rd)終端の助けを借りて定義されます。コネクタはフリップインセンシティブですが、向きはレセプタクルのどのSuperSpeedSS)レーンがプラグのSSレーンに接続されているかを知るために必要です。最初に、ソースはCCピンに独立したRp終端を監視し、シンクはCCピンに独立したRd終端を監視します。図4は、この回路構成のソースとシンクの組み合わせでの適切な接続を表しています。

     

    電子的にマークされたケーブルアセンブリチップ(EMCAマーカーチップ)は、ダウンストリームフェーシングポート(DFP)がVCONNeマーカーに提供するCCラインの1つでRa終端をアサートします。もう1つのCCラインは、ソース-シンクのネゴシエーションに使用されます(ポートパートナー)。

     

    プラグは、CCピンのいずれか1つでRpまたはRd(ケーブルプラグの場合はRa)をアサートします(もう1つはVCONNとして固定されています)。レセプタクルは、両方のCCピンでRpまたはRdをアサートします。これは、CCピン間の調停を支援します。

     

    4.プルアップ/プルダウンCCモデル

    4.png

     

    たとえば、1つのアップストリームポートと複数のダウンストリームポートを持つUSB 3.0バスパワーハブ(Type-Cのみのハブに変換)を検討する場合、アップストリームポートはシンクです。したがって、CCラインにはプルダウン(Rd)終端が必要です。ダウンストリームポートは電力を供給するため、プルアップ(Rp)終端があります。表1に、アドバタイズされたデフォルト電流のさまざまな値に対する終端抵抗の値を示します。

     

    1. CCライン終端抵抗

     

    終端

    デフォルトでアドバタイズする値

    DFP - 5 V, 0.9 A

    DFP - 5 V, 1.5 A

    DFP - 5 V, 3.0 A

    UFP

    Rp (3.3 V ± 5%にプルアップ)

    36 kΩ ± 20%

    12 kΩ ± 5%

    1. 4.7 kΩ ± 5%
    -
    Rp (4.75 – 5.5 Vにプルアップ)56 kΩ ± 20%22 kΩ ± 5%10 kΩ ± 5%-
    Rd---
    1. 5.1 kΩ

     

    Type-CプラグおよびType-Cレセプタクルを使用した一般的な実装について、次のセクションで説明します。

     

    • プラグ付きType-Cのみのソース:

    これはソースであるため、RpCCピンに接続された終端になります。一般に、データ用のDFPUSBホスト)はType-Cプラグを使用しません。この構成は、データのない電源、つまり主に電源アダプタ、モバイル充電器、およびキャプティブケーブルを備えた電源バンクによって使用されます。この構成はデータ用ではないため、USB SSレーンは未接続のままになります。USB High-Speedラインは、従来の充電ハードウェアブロックにルーティングされる場合があります(たとえば、Battery ChargingBC1.2Quick ChargeQC4.0)。

     

    5. プラグ付きType-Cソース

    5.png

    • プラグ付きType-Cのみのシンク:

    これはシンクなので、Rd5.1k)はCCピンに接続される終端になります。これは、電源をシンクするアップストリームフェーシングポート(UFP – USBデバイス)として機能します。SSレーンの1つだけをSS物理層にルーティングする必要があります。

     

    6.プラグ付きType-Cシンク

    6.png

     

    • レセプタクル付きType-Cのみのソース/シンク:

    ここで、CCラインはCypress CCGxなどのType-Cポートコントローラーによって監視および終端されます。CCGxは、両方のCCラインでソース(ホスト)の場合はRp終端、シンク(デバイス)の場合はRd終端を提示します。図7に示すように、コネクタの上下の列からのUSB高速ラインはそれに応じて短絡されます。この短絡は5 Gbpsのデータレートでスタブを作成し、信号の劣化を引き起こすため、SuperSpeedラインには適用できません。SuperSpeedマルチプレクサは、Type-Cコネクタの2つのSSレーンを切り替えるために使用され、CCGxFX3などのコントローラーによって制御されます。SS mux制御の詳細については、KBA218460を参照してください。

     

    7. レセプタクル付きType-Cのみのソース/シンク

    7.png

     

    注意:

    1. USB 2.0コネクタをType-Cコネクタに置き換えるには、CCラインを対応する終端RpまたはRdで終端し、図2-7に示すように高速ラインを配線します。他の未使用のピンはオープンのままにすることができます。
    2. Type-Cポートコントローラー(CCGxなど)は、アプリケーションがPower DeliveryPD)を必要とする場合、またはSS muxを制御する必要がある場合に必要になります。Type-Cコントローラーがレセプタクル設計で使用されていない場合、レセプタクルは1つの方向に対してのみ機能します。ポートコントローラーにCCラインが統合されていない場合、UFP / DFPCCラインの終端もディスクリートコンポーネントとしてアサートする必要があります。
    3. SuperSpeedパスにマルチプレクサを追加すると、信号が減衰します。レガシーシステムがすでにシグナルインテグリティでタイトである場合、マルチプレクサがSS接続の障害を引き起こす可能性があります。したがって、そのような場合、SS信号の再駆動とリタイミングを実行するアクティブmuxを使用できます。アクティブなマルチプレクサは、パワーバジェットで考慮する必要がある電力を引き出します。