Tudo sobre USB

Falando em implementações de USB-C de alta qualidade, há um produto que tem vários pontos de venda projetados em torno do USB-C e é sem dúvida um exemplo brilhante de como fazer o USB-C da maneira certa. É o laptop Framework, onde as placas de expansão USB-C ocupam o centro do palco.

Divulgação completa – este artigo está sendo digitado em um laptop Framework e eu o obtive gratuitamente no Framework. Não entendi a cobertura do Hackaday – desenvolvo hardware voltado para Framework como hobby, especificamente, placas que hackeiam aspectos deste laptop de maneiras divertidas. Como parte do esforço de suporte da comunidade aos desenvolvedores, eles me forneceram um laptop que de outra forma eu não conseguiria para esse hobby. Até agora, faço parte da comunidade Framework, tenho meu próprio conjunto de coisas que gosto neste laptop e um conjunto de coisas que não gosto.

Este não é um artigo sobre como estou satisfeito ou insatisfeito com o laptop Framework - há muitos deles por aí, e não seria justo eu escrever um - não paguei nada por ele, exceto me divertindo muito desenhando pranchas e saindo com outras pessoas desenhando coisas legais, que é algo que faço de boa vontade. Sou um entusiasta de todos os laptops e gostaria de falar sobre o Framework é que não há melhor exemplo de USB-C e de tudo o que você pode fazer com ele, em estado selvagem.

Existem quatro portas USB-C no laptop Framework. Todas essas portas podem ser usadas como portas de carregamento, USB3, DisplayPort ou Thunderbolt 3. Isso é possível em parte porque, bem, não há outras portas no sistema – essas quatro portas são o que você obtém, exceto o conector de fone de ouvido, e cada porta tem um controlador Thunderbolt e PD atribuído a ela. No entanto, não há dongles para lidar, ao contrário dos Macbooks – todas as portas estão profundamente embutidas no gabinete e você usa as chamadas placas de expansão para suas necessidades de porta. A mais simples, a placa de expansão USB-C, apenas estende a porta USB-C à qual se conecta – é essencialmente uma extensão USB-C, mas de alguma forma, do tipo compatível com o padrão; não possui componentes ativos dentro dele e apenas encaminha os pinos 1:1, herdando todas as propriedades das portas.

Existem outras placas, como HDMI, DisplayPort, USB-A, Ethernet e também placas de expansão de armazenamento. Como você pode imaginar, eles invocam altmodes das portas USB-C às quais estão conectados – com DisplayPort e HDMI usando o altmode DP, placa DisplayPort apenas passando os pinos habilitados para altmode de alta velocidade e HDMI usando um DisplayPort ativo -Chip conversor HDMI. O USB-A atua como um adaptador USB-C macho para USB-A 3.1 fêmea, a Ethernet se conecta por USB3 e as placas de expansão de armazenamento parecem se conectar por USB3 também.

Isso resolve alguns problemas. Se você deseja um laptop com uma combinação muito específica de portas, provavelmente poderá obtê-lo aqui. Você não precisa carregar dongles – as placas de expansão são pequenas e gerenciáveis, você pode colocar um punhado delas na bolsa do laptop e usar a placa DisplayPort apenas quando precisar de uma saída DisplayPort, com USB-C ou USB-A portas em outros momentos. Se uma porta quebrar, você não precisará mais substituir e consertar a placa-mãe – troque a placa de expansão e pronto. Ah, e se você tiver mais um laptop equipado com USB-C, todas as suas placas de expansão funcionarão como dongles USB-C rapidamente, desde que o formato mecânico necessariamente inflexível não seja um problema para você.

Desde o início, a Framework publicou arquivos para que outros desenvolvessem suas próprias placas de expansão – um modelo KiCad com números de peça, um exemplo de placa com um microcontrolador STM32 e arquivos de alojamento de placas para impressão. Eles também se comprometeram a apoiar os desenvolvedores da comunidade, financiando a produção de protótipos – o programa do qual me beneficiei, conforme descrevi acima. Embora um hacker solitário possa não ser capaz de desenvolver um dispositivo Thunderbolt, você ainda terá uma saída de 5 V e uma porta USB 2.0, com capacidade USB 3.0 se ousar tentar a sorte na correspondência de impedância. Além disso, é claro, a passagem de carregamento USB-C existe, desde que você preserve as linhas CC.