USB에 관한 모든 것

마지막 USB-C 기사가 공개된 후 6개월 동안 저는 이 기사를 개선할 수 있는 여러 가지 방법을 생각해냈습니다. 물론 그러한 느낌을 갖는 것은 정상적인 일입니다. 심지어는 예상된 일이기도 합니다. 이제 나는 메울 수 있는 몇 가지 격차가 있다고 믿습니다. 예를 들어, 나는 충분한 예제 회로를 제공하지 않았으며 때로는 하나의 회로도가 천 단어보다 더 나은 내용을 전달할 수 있습니다.

문제를 해결해 봅시다! 실제로 구축하고 싶은 USB-C 장치 종류에 대한 회로도를 알려드리겠습니다. 또한 이 기사에서 여러 IC 부품 번호를 공유할 예정이지만 물론 완전한 컬렉션은 없습니다. USB-C 목적으로 작동하고 여기에 언급되지 않은 더 멋진 IC를 찾으면 다음을 수행하십시오. 댓글로 우리 모두 알려주세요!

첫 번째 기사에서 첫 번째 예제 회로인 USB 2.0 및 5V 전원을 지원하는 장치측("업스트림 방향") USB-C 포트를 살펴보았습니다. 핀당 하나의 저항으로 구성된 5.1K 저항이 있어야 하며 두 데이터 핀을 모두 연결해야 합니다. 필요한 경우 비아를 사용하십시오. 사용 가능한 전류량을 확인하려면 ADC 또는 비교기를 두 CC 핀 모두에 함께 연결할 수도 있습니다. 하지만 대부분의 경우 장치는 귀찮게 할 이유가 없을 정도로 전력이 낮습니다.

이제 USB-C 플러그를 사용하여 장치를 만들려는 경우에도 배선은 동일합니다. 유일한 차이점은 CC 풀다운 중 하나만 채우고 두 쌍이 아닌 한 쌍의 D+/D- 핀을 연결하면 된다는 것입니다. USB 2.0 핀의 두 번째 쌍을 연결하면 실제로 나쁜 일은 일어나지 않을 것입니다. 이는 표준에 따라 보기 흉할 뿐입니다. 더 이상 판매되지 않는 특정 종류의 포트 및 케이블(VirtualLink 케이블)과 충돌하곤 했습니다.

그러나 두 CC 핀 모두에 5.1K 풀다운을 연결하면 실수로 일부 USB-C 포트에서 추가 신호를 얻는 데 도움이 되는 디버그 모드 어댑터와 같은 해커 액세서리가 만들어지게 됩니다. 예를 들어 프레임워크 랩톱에서 두 풀다운이 모두 포함된 USB-C 플러그 장착 보드는 USB-C 포트를 디버그 모드로 전환하고 SBU 핀에 EC UART 연결을 노출합니다. 이러한 디버그 액세서리를 만들지 않는 한 풀다운 중 하나만 채우고 이에 따라 USB 2.0 데이터 핀을 연결해야 합니다.

호스트 포트를 만들고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 한편으로는 ADC 측정을 반드시 수행할 필요가 없기 때문에 더 쉽습니다. 대신에 사용 가능한 전류량에 따라 다른 값인 풀업을 추가합니다. 모든 장치가 풀업 존재 여부를 확인하는 것은 아니지만 휴대폰은 확인합니다. 따라서 임시 USB-C 충전기를 만드는 경우 풀업이 없으면 휴대폰이나 노트북이 이를 유효한 충전 방법으로 인식하지 못할 수 있습니다. -업. 추가하는 데에도 많은 비용이 들지 않습니다!

더 중요한 것은 VBUS를 제어하고 CC 핀 중 하나에서 풀다운을 감지한 후에만 VBUS를 켜는 것입니다. 그렇지 않은 경우 반드시 문제가 발생하지는 않지만 누군가가 USB-A-USB-C 케이블을 포트에 연결하는 것과 같은 몇 가지 중요한 엣지 케이스를 다룹니다!

나는 이 회로를 해본 적이 없지만 내가 보기에는 CC 핀당 하나씩 두 개의 FET를 병렬로 연결하여 사용하면 충분할 것입니다. 이 회로에는 극단적인 경우가 있을 수 있습니다. 개선을 환영합니다! 반면에 풀다운 기능이 있는 USB-C 포트 브레이크아웃을 호스트 포트로 몇 번 사용했기 때문에 확실히 어려운 요구 사항은 아니며 항상 FET 컬렉션을 분리할 필요는 없습니다.

호스트 포트를 구축하는 경우 전체적으로 두 가지 작업을 수행해야 하는데 둘 중 어느 것도 꼭 필요한 것은 아닙니다. 또한 회로를 더 복잡하게 만들고 싶거나 이중 역할 포트를 수행하려는 경우에도 USB-C의 이 부분에 도움이 되는 IC가 있습니다!

예를 들어 WUSB3801을 예로 들어 보겠습니다. 소스 및 싱크 감지를 모두 처리하고 필요한 모든 풀다운 및 풀업 기능을 내부에 갖추고 있으며 이중 역할 포트도 수행할 수 있어 모든 종류의 5V 전원 포트를 구축할 수 있습니다. 몇 개의 GPIO를 사용하여 포트 상태를 출력하거나 I2C를 통해 마이크로 컨트롤러에 연결할 수 있으며 ID 핀도 있어 MicroUSB 포트를 USB-C 포트로 완전히 교체하는 데 사용할 수 있습니다! WUSB3801은 충분히 작고 납땜이 가능하며 다재다능합니다. 예를 들어, Hackaday Discord 서버에서 누군가 연결된 USB-C 포트가 3A를 제공할 수 있는지 여부에 따라 리튬 이온 충전기의 전류를 제한하는 WUSB3801 회로를 구축했습니다.