نظام توفير الاتصالات المتزامنة فائقة السرعة

تتوفر تقنيات للتبادل المتزامن لمعلومات (USB 2.0) ومعلومات (SuperSpeed) ​​وممرات لمعلومات (DisplayPort) عبر اتصال (USB) من النوع C واحد، كما يمكن تحقيق ذلك جزئياً عن طريق إشارات تعدد الإرسال مثل إشارات (USB 2.0) وإشارة (DisplayPort AUX) إلى أقل من عدد قياسي من الموصلات من أجل تحرير الموصلات الأخرى للمسارين الثالث والرابع لمعلومات DisplayPort.

أساسيات نظام توفير الاتصالات المتزامنة فائقة السرعة

يتم استخدام وعاء وقابس وكابل (USB) قياسي من النوع C، كما يتم توفير قابس أو كابل معدل، وعندما يتم إرسال اتصال (SuperSpeed) ​​واتصال (DisplayPort) بشكل متزامن، يتم توفير زوجين تفاضليين من الموصلات للاستخدام بواسطة (DisplayPort)، حيث يُسمح بنقل مسارين فقط من اتصال (DisplayPort) بالتزامن مع اتصال (SuperSpeed)، وما هو مطلوب هو تقنيات للسماح بتوصيل (DisplayPort) كامل الأداء عبر اتصال (USB) من النوع C مع توفير اتصال (SuperSpeed) ​​و(USB 2.0) بشكل متزامن عبر نفس الاتصال.

يتم توفير نظام لتوصيل معلومات (USB) و(DisplayPort) عبر مقبس (USB) من النوع C، ويتألف النظام من جهاز كمبيوتر يشتمل على وحدة تحكم مضيف (USB)، ووحدة معالجة رسومية لمصدر (DisplayPort (GPU)) ومقبس (USB) من النوع C وجهاز تبديل، كما تتضمن وحدة تحكم مضيف (USB) زوجاً تفاضلياً (USB 2.0)، وتشتمل وحدة معالجة الرسومات المصدر (DisplayPort) على زوج تفاضلي (AUX) ويشتمل جهاز التحويل على جهاز معدد إرسال (MUX).

يقترن الزوج التفاضلي (USB 2.0) والزوج التفاضلي (AUX) كهربائياً بجهاز (MUX)، وتم تكوين جهاز (MUX) لتمكين الاتصال عبر كل من الزوج التفاضلي (USB 2.0)، والزوج التفاضلي (AUX) عبر دبوس قناة التكوين (CC) لمقبس (USB Type-C)، ويتم توفير جهاز تبديل لاقتران مضيف (USB) ومصدر (DisplayPort) بمقبس (USB) من النوع C.

يتألف جهاز التحويل من مجموعة من الموصلات التي تم تكوينها ليتم إقرانها بمسامير في وعاء (USB Type-C)، ومجموعة من الموصلات التي تم تكوينها ليتم اقترانها بموصلات (SuperSpeed) ​​لمضيف (USB) ومجموعة من الموصلات التي تم تكوينها ليتم اقترانها بموصلات حارة (DisplayPort) لمصدر (DisplayPort)، وجهاز معدد الإرسال (MUX).

كما تم تكوين جهاز (MUX) ليقترن بموصلات (USB 2.0) لمضيف (USB) وموصلات (AUX) لمصدر (DisplayPort)، وتم تكوين جهاز (MUX) لدمج الإشارات من موصلات (USB 2.0) وموصلات (AUX) للاتصال عبر دبوس واحد على الأقل من مقبس (USB Type-C)، وكما يتم توفير كابل ويتكون الكابل من قابس وأسلاك، ويحتوي القابس على دبابيس متوافقة مع معيار قابس (USB) من النوع C وتتوافق الأسلاك مع معيار توصيل (USB) من النوع C باستثناء أسلاك استخدام النطاق الجانبي (SBU).

• “USB” هي اختصار لـ “Universal Serial Bus”.

• “SBU” هي اختصار لـ “side band unit”.

• “MUX” هي اختصار لـ “multiplexing”.

• “AUX” هي اختصار لـ “auxiliary port”.

• “GPU” هي اختصار لـ “Graphics Processing Unit”.

مبدأ عمل نظام توفير الاتصالات المتزامنة فائقة السرعة

يتم توفير طريقة للتفاوض على مسارات الاتصال بين مقابس (USB Type-C)، ويتم تكوين اتصال بين منفذ USB من النوع C المواجه لتيار التيار ومنفذ USB من النوع C المتجه للتيار النازل عبر كابل، حيث يتم تحديد القدرات التي يدعمها المنفذ المواجه لأعلى المنبع والمنفذ المواجه للمصب، واستجابةً لتحديد أن كلاً من المنفذ المواجه لأعلى التيار والمنفذ المواجه للتيار السفلي يدعمان النقل المتزامن لأربعة ممرات لمعلومات (DisplayPort) و(SuperSpeed) ​​و(USB 2.0)، حيث يتم مضاعفة إرسال معلومات (USB 2.0) و(DisplayPort AUX)؛ للإرسال عبر الكابل لتحرير الموصلات إلى دعم النقل المتزامن لأربعة ممرات لمعلومات (DisplayPort) و(SuperSpeed).

كما يتم توفير تقنيات للتبادل المتزامن لمعلومات (USB 2.0) ومعلومات (SuperSpeed) ​​وأربعة ممرات لمعلومات (DisplayPort) عبر اتصال (USB) من النوع C واحد، بحيث يمكن تحقيق ذلك جزئياً عن طريق مضاعفة إشارات النطاق الترددي المنخفض مثل إشارات (USB 2.0) وإشارة (DisplayPort AUX)، من أجل تحرير الموصلات للممرات الإضافية لمعلومات (DisplayPort)، وبالتالي توفير دعم (DisplayPort) لعرض النطاق الترددي الكامل.

قد يوفر مقبس (USB Type-C) منفذاً متجهاً نحو المصب على جهاز مضيف أو جهاز محور أو قد يوفر بدلاً من ذلك منفذًا مواجهاً للتيار الرئيسي على جهاز لوحة وصل أو جهاز طرفي (USB)، ويشتمل الكابل على صفين من اثني عشر دبوساً بإجمالي أربعة وعشرين سناً، وفي الكابل تُستخدم المسامير A1 وB12 وA12 وB1 للأرض، وتستخدم المسامير A4 وB9 وA9 وB4 لنقل الطاقة، كما تُستخدم الدبابيس المتبقية في الكابل لإرسال إشارات مختلفة.

كما أنّه وفقاً لمواصفات (USB) من النوع C، فإنّ الدبابيس A2 وA3 مخصصة لتكون أول زوج تفاضلي إرسال (SuperSpeed)، ويتم تصميم الدبابيس B11 وB10 كأول زوج تفاضلي استقبال (SuperSpeed) أمّا المسامير A10 وA11 فهي مخصصة للزوج التفاضلي الثاني (SuperSpeed)، أمّا الدبابيس B3 وB2 فهي عبارة عن زوج تفاضلي إرسال (SuperSpeed) ​​ثانٍ.

تطور عمل نظام توفير الاتصالات المتزامنة فائقة السرعة

بالنسبة للطرفان A6 وA7 تم تصميم أول زوج تفاضلي USB 2.0 والدبابيس B7 وB6 كزوج تفاضلي USB 2.0 ثانٍ، والدبابيس A8 وB8 عبارة عن موصلين جانبيين لاستخدام (SBU)، وأحد الدبابيس A5 وB5 مخصص للاستخدام كموصل لقناة التكوين (CC) اعتماداً على اتجاه القابس المتصل، والآخر من الدبابيس A5 وB5 مخصص للاستخدام لتوفير الطاقة للدوائر في قابس متصل.

تحتوي مسامير القابس على أغراض متطابقة باستثناء أنّه في القابس القياسي يكون الدبوس A5 مخصصاً لاتصالات (CC) بدلاً من أن يكون قابلاً للتبديل مع الطرف، بحيث يمكن للمنفذ المواجه لأعلى التيار والمنفذ المواجه للتيار السفلي استخدام إشارات (CC) لتحديد قابس الاتجاه والتواء من الكابل، كما تتطلب مواصفات (USB Type-C) وجود مجموعة واحدة فقط من المسامير للاتصال بـ (USB 2.0)، ويوجد المسامير في القابس لكن السنون غير موجودين في القابس.

يتمثل أحد أهداف مواصفات (USB) من النوع C في توفير قابس يمكن إدخاله بشكل عكسي في الكابل وكل سنون على القابس مهيأ ليتزاوج مع دبوس مناسب على الكابل، بغض النظر عن الاتجاه الذي يتم فيه إدخال القابس ووفقاً لذلك يمكن تبديل الغرض من الدبوس ،(CC) والدبوس (VCONN) عند اكتشاف اتجاه القابس، ونظراً لأنّ مجموعة واحدة فقط من المسامير على الوعاء مخصصة للاتصال (USB 2.0) يسمح المعيار بتقصير السن إلى السن داخل الكابل، ويسمح باختصار دبوس إلى دبوس أخر داخل الكابل.

كما تكشف مضخمات التشغيل المحدودة إشارات البيانات التفاضلية الصغيرة أو إشارات البيانات أحادية النهاية من جهاز الاستقبال، وتعززها إلى مستويات إخراج (CML) أو (LVPECL) الكاملة للسماح للإشارة بالتغلب على الخسائر والتدهور التي قد تواجهها في طريقها إلى (SerDes) أو (CDR) على بطاقة الخط كما تتميز جميع مضخمات التشغيل المقيدة بفقدان الإشارة أو دائرة كشف الإشارة، وإنها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات في أجهزة الإرسال والاستقبال ذات الألياف الضوئية لمعدلات بيانات منخفضة تصل إلى (12.5 جيجابت في الثانية).

• “CC” هي اختصار لـ “Cable Connector”.