본문 바로가기
조회 수 788 추천 수 0 댓글 0
?

단축키

Prev이전 문서

Next다음 문서

크게 작게 위로 아래로 댓글로 가기 인쇄 첨부
?

단축키

Prev이전 문서

Next다음 문서

크게 작게 위로 아래로 댓글로 가기 인쇄 첨부
Extra Form

(1) USB Type-C 규격

 

 저번의 M.2 처럼 USB Type-C 역시 단순한 커넥터-케이블 규격이 아니라

아주 복잡한 규격입니다.(미리 겁먹지는 마세요 ㅋ)

 

 USB Type-C는 다음 규격이 모여서 2014년 USB 3.1 규격과 함께 발표 되었습니다.

 

- USB 2.0 규격/ USB 3.1 규격

- USB Power Delivery 규격 2.0/3.0

- USB Battery Charging 규격 1.2

 

 이러한 규격과 더불어 커넥터/케이블, 전자/기구 성능, Pin/Signal, 채널설정, 전력, 대체 모드,

능동케이블 요구조건 등 여러 구조적인 요소들을 포함하고 있습니다.

 

이 많은 사항을 논의 하기에는 지면이 부족하므로 최대한 간략하게 설명하겠습니다.

 

 

(2) 기구 및 신호 규격

 

 아래 그림 1.은 기존의 USB 1.0/2.0 등이 USB Type-C의 하나의 규격으로 수렴하는 것을

보여주는데 우선 USB Type-C의 기구적인 기준을 알아 보겠습니다.

 

- 24 pin receptacle : 8.3 mm by 2.5 mm

- Flip-able, reversible plugs/cables

- Current ratings : 3 A for standard cables, 5 A for connectors

 

 

 

                                              그림 1. USB Type-C Plug Form Factor

 

 

그림 1.에서 보듯이 24핀의 커넥터로 USB 2.0과 USB 3.1을 아울러서 아래 표1/2. 에 보인 것처럼

24개의 pin이 USB 2.0/USB 3.1 신호에 할당되어 있습니다.

 

 

                                                  표 1. USB Type-C 신호

 

 

                                            

 

                                    표 2. USB Type-C Plug and Cable Wiring

 

 

아래 그림 2.는 Cable 의 단면모양 으로 

 

                                                그림 2. USB Type-C Cable

 

케이블의 색은 의무사항은 아닙니다.

 

 표 2.를 자세히 보면 USB 2.0은 Differectial 신호인 SSTx/SSRx 신호를 사용하지않고

Twisted pair Dp1/Dn1만 사용하고, USB 3.1은 SSTx/SSRx의 Differential 신호를 사용하여

데이터를 전송할 수 있습니다.

 

 

USB Type-C의 plug와 receptacle은 아래 그림 3. 과 같습니다.

                                       

 

 

                                     그림 3. USB Type C Plug and Receptacle

 

 

 

(3) USB Type-C Cable

 

 USB Type-C는 USB 2.0과 USB 3.1을 다 포함하는데

 

 1) USB 2.0 케이블

     - 표2 에서 보듯이 Dp1/Dn1 pin 만 사용

     - 길이 4m 까지

     - 3 A(최대 60W@20V) 전류 지원

 

 2) USB 3.1 케이블

     - 표2 에서 보듯이 SSTx/SSRx pin 사용

     - Gen1(5 Gbps) 2 m 이하, Gen2(10 Gbps) 1 m 이하

     - 3 A(최대 60W@20V) 전류 지원

 

 3) 공통사항

     - Full featured USB-C 케이블은 ID Function Chip을 내장해야함

       : ID Function Chip 에 포함 되어야 할 정보

        USB PD 2.0에 기초한 VDM(Vendor Define Message)과 Channel Configuration 정보

        제품/제조업체, 신호규격(2.0/Gen1/Gen2), 수동/능동 구조, Vconn 파워, Vbus 전류,

        Latency, RX/TX 방향성, SOP 제어모드, HW/FW version

     - 기본 3A(60W@20V) 전류지원, 5 A 이상 지원시에는 전자마커칩이 내장되야 함.

     - USB 충전 포트에는 지원되는 전력 Wattage 가 명기 되어야함.

     - Gen 2는 SuperSpeed+(SuperSpeed 10 Gbit/s) 로고 표시가 있어야 함.

     - USB-IF 인증 케이블만 사용(권고 사항)

 

 

참고로 아래 표 3.에 USB 규격들의 Power 및 표 4.에 Power Delivery 기준을 보였습니다.

 

 

                          표 3. USB Power 규격

 

 

        표 4. USB Power Delivery Rules

 

 

현재 USB Power Delivery 2.0에서는 v1.0의 6개의 Profile을 

0.5 ~ 100W 까지 5 단계 출력과 4개의 전압(5/9/15/20)으로 간략화 하였다.

 

 

 

 

(4) Alternate 모드

 

 USB Type-C는 USB 2.0/USB3.1 데이터 뿐만 아니라 4개의 SSTx/SSRx Pin을 이용하여

다른 프로토콜의 데이터들을 전송 할 수 있는데 대표적으로 아래 표 5.에 나온 규격들의

신호를 전송 할 수 있으며, 특히 Thunderbolt 3.0은 전적으로 USB Type-C 커넥터와

케이블을 이용하여 신호를 전송하며 Gigabyte의 마더보드 제품들이 많이 지원하고 있습니다.

 

 

                                             표 5. Alternate Mode

 

 

 

 

앞으로는 USB Type-C 가 위와 같은 규격들을 모두 지원하여 PC나 스마트폰 모두가 하나의

커넥터로 통일 될 것으로 보이나, DisplayPort 1.4(8K: 7680 x 4320) 등 고화질 규격은 제외,

보급초기라 아직은 충전용으로 또는 적게는 Thunderbolt 2.0/3.0 용도로 사용되고 있습니다.

 

 

아래 표 6.은 Alternate mode 시 각 규격간의 신호 전송 호환 Matrix를 보여주고 있다.

(수동/능동 Cable 조합 포함)

 

                                 표 6. Alternate Mode Protocol 호환 Matrix

 

 

 

 

 위 표 6.이 복잡하게 보이는 데 쉽게 설명하기 위해서 DisplayPort 1.3 신호를 전송하는 경우를

예를 들어 표 7.에서 보이겠습니다.

 

 

                       표 7. DisplayPort 1.3 신호전송 over USB Type-C

 

 

 위 표 7.에서 DisplayPort 1.3 표준에서는 각 신호 lane당 8.1 Gbit/s의 신호를 전송할 수

있는데 최대 2x 4K  or 5K 영상전송이 가능하며 이것을 전송하는 모드를 HBR 3 mode 라고

하는데 HBR 3 mode에서 4K+USB3.1 전송과, 5K+USB2.0 전송의 두가지 경우를 예를 들어

보이겠습니다.

 

 

1) 4K UHD + USB 3.1 전송

 

 최대 2개의 4K UHD@60Hz (12.54 Gbit/s 대역 요구) 전송이 가능한 DisplayPort 1.3 규격에서

(DisplayPort 규격 참조바람), 4K UHD@60Hz 영상하나만 전송한다면 남아도는 대역폭을

USB 3.1 데이터를 전송하는데 사용할 수 있습니다.

 

 이것은 USB Type-C의 SSTx/SSRx 4개의 lane중 2개(2 x 8.1 Gbit/s) lane 을 사용하면

무난히 4K UHD(12.54 Gbit/s) 전송이 가능하며, 그리고 남는 2 lane을 USB 3.1(10 Gbit/s)에

할당한다면 동시에 4K UHD/USB 3.1 데이터 전송이 가능함을 알 수 있습니다.

 

 

 

2) 5K + USB 2.0 전송

 

 이번에는 5K(5120 x 2880@60Hz) 영상 하나만 전송할려면 22.18 Gbit/s 의 대역폭이 필요한데

(DisplayPort 규격 참조바람), USB Type-C의 SSTx/SSRx 4 개 lane 전체를 다 사용해서 전송해야

함을 알 수 있습니다.

(lane 할당 기준은 1 or 2 or 4 lanes , 세가지중 하나만 가능)

(아니면 4K UHD@60Hz 영상 2개를 한꺼번에 전송도 가능)

 

 그리고 USB 2.0은 별도의 Pin인 Dp1/Dn1 Pin을 이용하여 따로 동시에 전송이 가능합니다.

 

 아래 그림 4.에 대략적인 신호 연결을 USB Type-C 연결도로 보입니다.

 

 

 

                           그림 4. 5K 영상 전송 over USB Type-C

 

 

 표 6.에서 Alternate 모드시에 Thunderbolt 3.0(40 Gbit/s) 데이터를 passive 케이블로

전송시에는 케이블 길이가 0.5m 를 넘으면 안되며, USB 3.1 데이터는 4 개의 Differential lane을

다 사용안할 시에는 함께 사용이 가능하며, Power Delivery는 USB 2.0/USB 3.1 다 가능합니다.

 

참고로 Alternate mode시의 HDMI over USB Type-C pin mapping 을 아래 그림 5.에 보입니다.

 

 

 

                                     그림 5. HDMI over USB Type-C

 

 

 

 

 

 

(5) 종합

 

 2014년 8월 USB 3.1 규격과 함께 출시 된 USB Type-C 는 업계 전반에서 지지를 받고

있어서 앞으로 다양한(Audio/Video/Power, etc) 분야에 널리 퍼지리라 보고 있으며

단순히 충전 기능만 제공하는 것이 아니라 산업전반에서 유용한 규격으로 두루

사용될 것으로 생각됩니다.

 

* 좀더 자세한 설명이 필요하나 많이 부족하리라 생각되며 앞으로 새로운 응용분야나

  기술이 전개되면 다시 글을 올려 보겠습니다.

 

참고)USB-IF, Wikipedia, Microchip Inc.


하드웨어포럼

토론게시판

List of Articles
번호 분류 제목 글쓴이 최근 수정일 조회 수
인기글 일반 롯데타워 3900X 시연중 2 file 회원_10432232 19.06.26 56
인기글 일반 AMD, X570 메인보드 가격 유출(루머) 1 file 회원_59587457 19.06.30 116
인기글 일반 amd 시피유 루머가격에 대한 의견 2 file 회원_50796624 19.06.26 25
» USB Type-C 에 대해 알아보자~! file 김현철 17.10.18 788
560 정보 PCI Express 3.0 Lane 할당 - 축약 설명 file 평가단 17.10.18 140
559 M.2는 무엇인지 알아보기 (정보) file 평가단 17.10.18 352
558 ssd 포맷에 관한 정보 file 평가단 17.10.18 287
557 뉴스 라이젠 5 그래픽카드별 게임 성능비교 file 굿모닝 17.10.18 340
556 (정보) AMD 라이젠 5 데스크톱 프로세서 전 세계 공식 출시 file intel(s) 17.10.18 159
555 팁[Tip] 라이젠 7 굉장히 많이 팔렸나 봅니다 1 file 프로파일링 17.10.18 264
554 마이크론 MX300이야기. 3D낸드 적층구조 file 프로파일링 17.10.18 97
553 3D NAND 제조과정 및 소감 1 file 알파원 17.10.18 82
552 ssd 삼성게 제일 무난한가요? 2 김말이님 17.10.18 155
551 뉴스 블루투스 버전별 특장점 요약 (Bluetooth Version) 잭팟 17.10.18 968
550 인텔 스카이레이크 Non-K 오버클럭킹 - ASUS file 프로파일링 17.10.18 272
549 구글 5.5형 픽셀폰 스펙 및 정보 file 잭팟 17.10.18 122
548 듀얼 렌즈 카메라 탑재"Xiomi Mi5s Plus" 스펙 및 정보 file 잭팟 17.10.18 103
547 Galaxy S7 edge 갤럭시 엣지 스펙 및 정보 file 잭팟 17.10.18 100
546 Broadwell-EP의 1way모델"Xeon E5-1600 v4" 스펙 및 정보 file 잭팟 17.10.18 97
545 AMD와 Cyrix가 활약한 1999년 CPU역사 file 잭팟 17.10.18 134
544 Kaby Lake의 최저가 모델"Celeron G3930T" 판매시작. 저전력용 file 잭팟 17.10.18 96
543 대망의 "Core i3-7350K"이 11일에 발매, 정격 4.2GHz로 OC대응 file 잭팟 17.10.18 107
542 메모리 4GB의 Windows 10채 PC에 CPU강화판, 도스파라 file 잭팟 17.10.18 96
541 PC게임도 할 수 있다"NVIDIA SHIELD"의 최신 모델이 직수입, 4K/HDR file 잭팟 17.10.18 121
540 2017년의 서버 프로세서 동향, 인텔편 file 잭팟 17.10.18 135
539 데스크탑용 Intel CPU 스펙정보표 잭팟 17.10.18 228
538 NVIDIA, 16GB HBM2탑재, 배정 밀도 5TFLOPS, 단일 정도 10TFLOPS의 "Quadro GP100" file 잭팟 17.10.18 71
537 뉴스 모니터에 대한 간단한 상식.(모니터 고르기 팁) 잭팟 17.10.18 241
Board Pagination Prev 1 ... 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 ... 65 Next
/ 65
서버에 요청 중입니다. 잠시만 기다려 주십시오...