O que é USB Type-C?

Estamos fazendo uma explicação básica sobre o USB Type-C. Também descrevemos as diferenças em relação aos antigos USB-A e USB micro-B. O USB Type-C, que possui 24 pinos de conexão, é um novo padrão de conector reversível que permite comunicação de dados e fornecimento de energia de forma multifuncional.

O que é USB Type-C?

USB Type-C é o novo padrão de conector do padrão USB. Conhecido como USB Type-C™ ou USB-C™, esta nomenclatura é uma marca registrada do USB Implementers Forum, uma organização sem fins lucrativos que define as especificações do padrão USB.

O USB Type-C foi oficialmente anunciado ao público em 2014, e recentemente tem sido incorporado até mesmo por fabricantes de PCs como a Apple. É cada vez mais comum encontrar adaptadores AC com USB-C em nosso cotidiano. O mais recente iPhone 11 Pro e iPhone 11 Pro Max, anunciados recentemente, vêm acompanhados de um adaptador compatível com USB-C de 18W.

Fornecimento de energia e comunicação de dados simultaneamente

O atrativo do conector USB Type-C é sua capacidade de realizar, simultaneamente, o fornecimento de energia elétrica e a comunicação de dados. Prevê-se que será amplamente utilizado em diversos produtos e padrões futuros (como USB Power Delivery (PD), Quick Charge, etc.), o que deve impulsionar ainda mais sua adoção.

Recentemente, a Apple anunciou o iPhone 15 com suporte a USB-C, permitindo o carregamento de outros dispositivos como o iPad Pro a partir do iPhone, o que tem gerado muito interesse. Isso mostra que a substituição do Thunderbolt por USB-C pode ser uma tendência futura.

Transferência de dados ainda mais rápida que os padrões anteriores

O USB-C também suporta o padrão USB 3.1 Gen 2, que permite transferências de dados em velocidade até duas vezes maior que o USB 3.0 (valor teórico de 10 Gbps), sendo ideal para transferências rápidas e aproveitamento das capacidades do USB-PD ao máximo. (Nem todos os USB Type-C suportam USB 3.1, portanto, atenção é necessária.)

Histórico dos padrões USB (de 1.0 até USB4)

Aqui está um resumo da história do USB.

Antes do USB – Situação dos conectores até 1996

Antes da introdução do USB, os fabricantes de PCs utilizavam métodos diversos para transferência de dados, como portas seriais e paralelas, conectores e cabos especiais. Essas conexões exigiam drivers e placas de expansão específicas, com velocidades limitadas: até 100 kB/s nas portas paralelas e até 450 kbps nas seriais. Além disso, frequentemente era necessário desconectar ou reiniciar o computador ao conectar novos dispositivos.

O desenvolvimento inicial do USB começou em 1994, com o USB Implementers Forum (USB-IF). As versões 0.8 e 0.9 foram divulgadas como pré-lançamentos comerciais, seguidas pela versão 0.99 em 1995. Embora nenhuma dessas versões tenha sido lançada comercialmente, elas foram cruciais para estabelecer padrões na indústria de tecnologia.

Lançamento do USB 1.0 (1996)

Em 1996, o USB 1.0 foi lançado oficialmente como o primeiro da série. Esse padrão oferecia velocidades de 1.5 Mbps (baixa velocidade) e 12 Mbps (velocidade total), além de configuração automática, poupando os usuários de ajustes manuais. Também era compatível com hot swap (troca a quente), sem necessidade de reiniciar o computador. Apesar de inovador, houve baixa adoção inicial pelos consumidores.

USB 1.1 (1998)

Em 1998, foi lançado o USB 1.1, uma versão melhorada do 1.0. Apesar da velocidade de dados ser a mesma, permitia funcionar em velocidades mais lentas para dispositivos de baixa largura de banda. Isso incentivou os fabricantes de PCs a substituir portas seriais e paralelas, aumentando o interesse de mercado. Os conectores utilizados eram do tipo A (retangular) e B (quadrado).

USB 2.0 (2000)

O USB 2.0 foi lançado em abril de 2000, com velocidade máxima de 480 Mbps (na prática, cerca de 280 Mbps). Ele trouxe melhorias no suporte plug and play e fornecimento de energia para dispositivos de armazenamento e multimídia. A funcionalidade USB On-the-Go permitia trocas diretas entre dispositivos, sendo compatível com conectores dos tipos A, B, C, mini e micro.

Wireless USB e micro USB (2005)

O Wireless USB (W-USB), lançado em 2005, era um padrão de rede sem fio de curta distância com alcance de 10 metros e 480 Mbps, mas caiu em desuso. Já o micro USB, introduzido em 2007, era menor que o mini B e permitia carregamento rápido e transferência de dados para dispositivos Android.

USB-C 3.0/3.1/3.2 e surgimento do conector Type-C (2008–2017)

USB 3.0 (atualmente USB 3.2 Gen 1) foi lançado em 2008, oferecendo até 5 Gbps nas transferências. Já em 2017, surgiu o USB 3.2, substituindo o 3.0 e o 3.1 com velocidades até 20 Gbps (USB 3.2 Gen 2x2). Nesse momento, o conector USB Type-C foi introduzido, oferecendo conexão reversível e design compacto.

Assim, o conector Type-C foi introduzido nessa fase.

USB4, o padrão mais recente (a partir de 2019)

Atualmente, o padrão USB4 está em vigor.

Lançado em 2019, o USB 4.0 é baseado no protocolo Thunderbolt 3, suportando transferência de até 40 Gbps e até 240 W de potência. Ele usa os mesmos conectores do Type-C e é compatível com USB 2.0 e 3.2 (com possível redução de velocidade). A potência pode ser fornecida em ambas as direções com entrega de energia inteligente.

(Tabela histórica do USB)

Comparação com conectores tradicionais

Comparando visualmente, o USB Type-C é semelhante, em tamanho, ao Micro-USB, sendo compacto e oval. O conector da esquerda provavelmente é o conhecido USB Type-A. O USB Type-A não é reversível, resultando frequentemente em tentativas de conexão na posição errada, ao contrário do USB Type-C, que é reversível, facilitando o uso.

Sobre as atribuições de pinos do USB Type-C

Distribuição dos pinos do USB Type-C é projetada cuidadosamente

O layout de pinos do Type-C é o seguinte:

As 8 linhas TX1+/-, RX1+/-, RX2+/-, TX2+/- são usadas como canais de dados. Os pinos D+/D- são para USB 2.0, CC1/CC2 são para detecção de conexão/configuração, Vbus fornece energia e GND é o terra. A disposição foi projetada para permitir uso reversível.

Comparação de uso de pinos conforme modos de operação

No caso de USB 2.0/1.1

Para dispositivos USB 2.0/1.1:

VBUS e GND fornecem até 5V 500mA e a comunicação de dados usa o par D+/D-. Para conectar um host USB-C a um dispositivo USB 2.0/1.1, o uso de Rd nos pinos CC é necessário.

No caso de USB 3.0/3.1/3.2

Nos modos USB 3.0/3.1/3.2:

O modo utiliza até 4 canais de alta velocidade para alcançar de 5 a 20 Gbps. Um dos pinos CC negocia o modo. USB 3.1 permite fornecer até 5V 900mA, podendo alcançar 5V 3A.

Ideal para dispositivos compactos e finos

O surgimento dos Micro USB e Mini USB se deve à miniaturização dos dispositivos, já que conectores USB-A não cabiam mais. O USB-C, com tamanho cerca de 1/3 do USB-A, é ideal para dispositivos pequenos e finos.

Com modo alternativo, cabos organizados

Ao transmitir vídeo para monitores ou utilizar HDMI, DisplayPort, VGA, Thunderbolt 3, entre outros, normalmente seriam vários cabos. O USB-C, com modo alternativo, pode transmitir sinais desses padrões, unificando energia, dados e vídeo.

No exemplo acima, a porta esquerda carrega um smartwatch via USB-A, a central transmite vídeo via HDMI e a direita fornece energia para notebook e smartwatch. O notebook se conecta a tudo com apenas um cabo.

No modo alternativo, algumas linhas do cabo USB Type-C 3.1 são usadas exclusivamente para transmitir sinais de vídeo. São utilizadas 4 pistas de alta velocidade, 2 pinos de banda lateral, 2 pinos de dados USB 2.0 e 1 pino de configuração. O modo é ativado usando mensagens VDM pelo canal de configuração.

Em 2018, foi estabelecida a especificação Partner Alt Mode, com cinco sistemas definidos. O modo alternativo é opcional, e não obrigatório em todo equipamento com USB-C. O USB-IF colabora com os parceiros para garantir etiquetagem correta nas portas.

As linhas usadas são:

No modo alternativo, SBU1/2 são links de baixa velocidade e até 4 links de alta velocidade podem ser usados, conforme a direção necessária. Se 2 links de alta velocidade não forem usados, é possível usar USB 3.0/3.1. A negociação é feita pelos pinos CC e os sinais USB 2.0 passam pelos pinos D+/D-.

Modo de acessório de áudio

Dispositivos com USB-C também podem ter a opção de usar um adaptador de áudio analógico de 3.5mm compatível com carregamento até 500mA. Isso permite ouvir música com headset analógico enquanto carrega o smartphone. Com o tempo, o conector 3.5mm pode desaparecer.

Resumo

Quais são as diferenças principais em relação aos conhecidos USB-A e Micro-B? Veja o resumo:

• Conector reversível (sem diferença entre lado superior e inferior)
• Maior capacidade de fornecimento de energia (de 5.0V/1.5A até 5.0V/3A; com PD, até 100W - 20V 5A)
• Aumento no número de pinos (de 4-5 para 24 pinos)
• Compatível com Type-C em ambos os lados (host e dispositivo)
• Transferência de dados em alta velocidade
• Suporta saída de vídeo

Fotos e diagramas do USB-C

Como vimos, em relação aos padrões anteriores, o USB-C oferece melhorias significativas em praticidade e funcionalidade.

Produzimos adaptadores com terminais USB-C e podemos atender a pedidos personalizados. Entre em contato conosco!

Conteúdo relacionado