logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

USB-liitännän C-määritys esiteltiin elokuussa 2014 ja se on tuonut selvästi lisää ominaisuuksia väylään. Jotta uusista ominaisuuksista saisi edun, voi USB-portin toteuttamisen hinta kasvaa merkittävästi. On kuitenkin mahdollista suunnitella C-tyypin liitäntä kustannustehokkaasti.

 Artikkelin kirjoittaja on Microchip Technologyn sovellusinsinööri Andrew Rogers. Hän tarjoaa suunnittelijoille ohjeita siitä, kuinka siirtää USB 2.0- ja 3.0-suunnittelut C-tyypin USB-kaapeliin.

Perustason C-tyypin UFP-liitäntä (upstream facing port) voidaan toteuttaa muutamalla erilliskomponentilla, jotka tekevät siirtymisen vanhoista B-, mini-B- ja mikro-B-tyypin liitännöistä yksinkertaisiksi ja edullisiksi.

USF-portti on laitepuolen portti, joka voidaan ladata tai virtaistaa tai jättää lataamatta Vbus-väylästä. Minimissään UFP-liitännässä täytyy olla USB 2.0-laiteliitäntä ja sen täytyy pystyä lukemaan resistoreja CC-nastoissa (signaalinohjausnastat). Vaihtoehtoisesti UFP voi myös havaita kaapelin liittämisen ja suunnan, mikäli liitännässä ei toteuteta USB 3.0- tai 3.1-määritystä, ja havaita laiteportin (DFP, device facing port) virtakyvyn, mikäli UFP kuluttaa vain vanhan ”legacy-USB:n” virtakuorman.

C-tyypin USB

C-tyypin USB-kaapeli on USB-IF-järjestön kehittämä 24-nastainen molemmin päin istuva liitäntä. Kaapeli on yleiskaapeli, joka vastaa monia tietokone-, näyttö- ja lataussovellusten tarpeita. C-tyypin kaapelin pitkän tähtäimen suunnitelma on korvata kaikki aiemmat USB-kaapelit ja parantaa liitännän ominaisuuksia suuresti.

USB:n tehonsyöttö- (PD, power delivery) ja ns. vaihtoehtoinen moodi- eli alternate mode -ominaisuudet laajentavat USB-standardin käyttömahdollisuuksia entisestään. PD:n eli tehonsyötön ja vaihtoehtoismoodin toteuttamisen kustannukset ovat kuitenkin paljon vanhoja USB-suunnitteluja korkeammat, eikä näitä ominaisuuksia tarvita kaikissa sovelluksissa.

Jos katsotaan USBC-liitännän nastoitusta (kuvassa 1), kaksi USB 2.0:n differentiaaliparia liittimessä liittyvät vain yhteen differentiaalipariin standardissa USB 2.0 -liitännässä tai kaikki toiminnot sisältävässä C-tyypin kaapelissa. Tyypillisessä suunnittelussa D+- ja D--nastat vain liitetään piirikortilla oikosulkuun niin, ettei multiplekseriä tai kytkintä tarvita.

Kuva 1. C-tyypin USB-liitännän nastoituskaavio.

Toista nastaparia B6-B7 voidaan käyttää vain telakointityyppisissä sovelluksissa, joissa vain yksi suunta on mahdollinen.

Oletusarvoisesti vain yhtä lähetys- ja vastaanottonastaparia (TX ja RX) käytetään USB 3.0- ja 3.1-dataliikenteeseen, riippuen kaapelin liitäntäsuunnasta. Kaapelin molemminpuolisuudesta johtuen USB 3.0- ja 3.1-linjat täytyy uudelleenreitittää liitännän suunnan mukaisesti. Tyypillisessä sovelluksessa voidaan käyttää esimerkiksi 2:1-multiplekseriä tämän saavuttamiseksi.

C-tyypin UFP-perusliitännässä CC-nastoja käytetään havaitsemaan kaapelin suunta ja C-määritysten mukainen virran käytettävyys. SBU-linjat ovat hitaampia signaalijohtimia, joita käytetään vain vaihtoehtois- eli alternate mode -käytössä

UFP:n toteuttaminen

C-tyypin USB:n UFP-liitännän perustasoisin ja edullisin toteutus vaatii kolme komponenttia: USB 2.0-laitteen tai -keskittimen portin isännän suuntaan (upstream), C-tyypin liittimen ja CC-nastan (ohjaussignaalilinjan) alasvetoresistorit.

USB 3.0- ja 3.1-laitteen tai -keskittimen sekä C-tyypin virransyöttöominaisuuden havaitsemisen toteuttaminen vaatii seuraavat komponentit: USB 3.0- tai 3.1-laitteen tai -keskittimen portin isännän suuntaan, C-tyypin liittimen, ohjaussignaalilinjan alasvetoresistorit, USB 3.0:n tai 3.1:n 2:1-multiplekserin sekä ohjaussignaalilinjan komparaattorit.

Liitäntäsuunnan havaitsemiseksi tarvitaan vähintään yhtä komparaattoria määrittelemään C-tyypin liittimen suunta ja ohjaamaan USB 3.0- tai 3.1-multiplekseriä. C-tyypin virransyöttömahdollisuuden havaitsemiseksi tarvitaan kaksi komparaattoria 1,5 ampeerin virran havaitsemiseen, kaksi komparaattoria 3 ampeerin virran havaitsemiseen tai neljä komparaattoria molempien havaitsemiseen.

Kuva 2 näyttää C-tyypin UFP-liitännän 3 ampeerin virrantunnistuksella.

Kuva 2. USB 3.0- tai 3.1-järjestelmän UFP-liitäntä 3 ampeerin virrantunnistuksella.

Liitännässä voidaan käyttää mitä tahansa USB-yhteensopivaa USB 2.0- tai 3.1- ja 3.1-laiteporttia tai -keskitinporttia ja mitä tahansa standardia 24-nastaista C-tyypin liitintä.

UFP:n pitää liittää molemmat ohjaussignaalinastat (CC) maahan (GND) Rd-resistorin kautta. DFP-laiteliitännän täytyy toteuttaa Rp-ylösvetoresistori 5 tai 3,3 volttiin. Kun tehdään DFP-UFP-liitäntä, muodostuu resistorijakain, ja CC-nastan jännite voidaan mitata ja tämän perusteella tulkita liitännän tyyppi. Resistorin sijaan voidaan käyttää jännitepuristinta, mutta tällöin ei voida tunnistaa virransyöttö- eli latausmahdollisuutta.

Komparaattorit

UFP-liitännässä ei tarvita mikro-ohjainta, mutta CC-nastojen jännitteitä pitää monitoroida, jotta havaitaan liittimen suunta ja jos halutaan virransyötössä havaita, mikäli virta putoaa alle vanhojen USB-liitäntöjen tasojen. Tämä havaitseminen on yksinkertaista toteuttaa komparaattoreilla.

Yhdellä komparaattorilla CC1- tai CC2-nastassa ja 0,25 voltin referenssijännitteellä voidaan tunnistaa kaapelin suuntaus. Jos esimerkiksi Vbus-nastaan tulee virta ja CC-johto on liitetty CC1-nastaan, ei komparaattorin lähtöä voida esittää ja UFP tietää, että kaapeli on liitetty kääntämättömässä suunnassa (unflipped). Jos Vbus-nastaan tulee virta ja CC-johdin on liitetty CC2-nastaan, ja CC2:n jännite ylittää 0,25 volttia, komparaattorista saadaan lähtö ja UFP tietää, että kaapeli on liitetty käännetyssä asennossa.

Mikäli tarvitaan suurempaa kuin vanhan USB:n virtaa, voidaan käyttää lisäkomparaattoreita tunnistamaan DFP-portin virtakyvykkyys. C-tyypin määritelmä määrittää jänniteskaalan CC-nastassa, joka signaloi DFP-portin virtakyvykkyyden.

Latausvirran havaitsemisen mittaaminen täytyy estää ennenkuin DFP-virran ilmoitus voidaan kvalifioida. Kun tämä tunnistus on kvalifiointi, pitää UFP-portin säätää kuormansa.

Signaalin multiplekseri

USB-signaalien liittämiseen C-tyypin liittimeen on useita vaihtoehtoja ja USB 2.0-, 3.0- ja 3.1-sovellusten välillä on pieni eroja.

Jykevin – tai robustein – menetelmä USB 2.0 -sovelluksille on käyttää USB High-Speed -kytkintä kontrolloimaan USB-signaalien reititystä. Microchipin USB3740-kytkin on kustannustehokas laite tähän käyttötarkoitukseen ja se tuo mukanaan monia etuja: äärimmäinen ESD ±15kV, pieni virrantarve 5µA (on) ja 1µA (off), off-tilan eristys alle -40 bB, suuri kaistanleveys jopa 1 gigahertsiin asti, signaalin eheyden säilyttäminen ja pieni kotelo (1,3 x 1,8 mm), sekä 10-nastainen DFN-kotelo 0,4 millin nastoitusvälillä.

Yksinkertainen menetelmä on liittää liittimen DP- ja DM-nastat yhteen (oikosulkuun). Tällöin vain yksi DP-DM-pari kerrallaan on liittimessä aktiivinen.

Tämä toteutus kuitenkin heikentää USB-signaalien eheyttä, koska USB-johtimet täytyy haaroittaa. Ainoa käyttökelpoinen vaihtoehto USB 3.0- ja 3.1-porteille on käyttää Super-Speed USB 3.0- ja 3.1-kytkintä USB-signaalien reitityksen ohjaamiseen, ks. kuva 3.

Kuva 3. Lohkokaavio USB 3.0- ja 3.1-liitännästä, joka käyttää Super-Speed -multiplekseriä.

Vaikka USB-portin toteutuksen kustannus voi kasvaa merkittävästi C-tyypin liitinmäärityksen myötä, edulliset suunnittelut ovat mahdollisia. Kuten edellä on kuvattu, C-tyypin perustason USB-liitäntä voidaan toteuttaa muutamalla erilliskomponentilla.

MORE NEWS

Jättirahoitus GenAI-softakehitykseen

Business Finland on myöntänyt Jyväskylän yliopistolle merkittävän, 840 000 euron rahoituksen tutkimushankkeelle, jonka tavoitteena on tutkia generatiivisen tekoälyn (GenAI) hyödyntämistä ohjelmistokehityksen eri vaiheissa. Hanke kantaa nimeä Generative AI for the Software Development Life Cycle, ja sen kokonaisbudjetti Jyväskylän yliopiston osalta on 1,2 miljoonaa euroa, josta 30 prosenttia katetaan yliopiston omarahoituksella.

Raidejokerin lähestymisestä varoitetaan sanallisesti

Helsingin kaupungin innovaatioyhtiö Forum Virium Helsinki on käynnistänyt vuoden mittaisen pilottikokeilun, jossa testataan uudenlaista varoitusjärjestelmää Viikin pikaraitiotien ylityspaikalla. Järjestelmä varoittaa jalankulkijoita ja pyöräilijöitä sekä äänimerkein että sanallisesti lähestyvästä raidejokerin junasta.

Ensimmäistä kertaa grafiikka- ja AI-laskenta samalla RISC-V-prosessorilla

Imagination Technologies on esitellyt uuden E-Series-arkkitehtuurin, joka yhdistää grafiikka- ja tekoälylaskennan ensimmäistä kertaa samaan RISC-V-prosessoriin pohjautuvaan IP-lohkoon. Uutuus avaa tietä tehokkaammille, joustavammille ja energiaa säästäville reunalaitteille – älypuhelimista robottiautoihin.

Aurinkokennokalvo voi tehdä rakennuksista sähköntuottajia

Rakennusten ikkunat ja julkisivut voivat tulevaisuudessa toimia sähköntuottajina, kiitos Luulajan teknillisen yliopiston tutkimukselle. Uudenlainen ohut aurinkokennokalvo yhdistää sähköntuotannon, ympäristöystävällisyyden ja läpinäkyvyyden – ilman kompromisseja rakennusten estetiikassa tai luonnonvalon hyödyntämisessä.

Kenelle Samsungin veitsenterävä uutuus on tarkoitettu?

Samsungin odotettu Galaxy S25 Edge on virallisesti julkaistu, ja 5,8 millimetrin paksuisena se ottaa haltuunsa tittelin "maailman ohuimpana täysiverisenä älypuhelimena". Kyse on hienosta insinööritaidon näytöstä: titaanirunko, keraaminen lasi ja huipputason kamera- sekä tekoälyominaisuudet on mahdutettu hämmästyttävän solakkaan koteloon.

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

FakeUpdates vaikutti 6 prosentissa organisaatioita

Tietoturvayritys Check Point Software Technologies on julkaissut huhtikuun 2025 haittaohjelmakatsauksensa. Raportin mukaan FakeUpdates jatkoi maailman yleisimpänä haittaohjelmana, vaikuttaen 6 prosenttiin organisaatioista maailmanlaajuisesti. Suomessa sen esiintyvyys oli 4,02 prosenttia.

Yksi ainoa molekyyli parantaa kennon suorituskykyä 0,6 prosenttia – ja sillä on merkitystä

Uusi kansainvälinen tutkimus osoittaa, että synteettinen molekyyli nimeltä CPMAC voi merkittävästi parantaa perovskiittipohjaisten aurinkokennojen tehokkuutta ja käyttöikää. Vaikka hyötysuhde parani vain 0,6 prosenttia, sillä on todellista merkitystä: suuressa mittakaavassa, kuten yhden gigawatin aurinkovoimalassa, se voi tuottaa tarpeeksi lisäenergiaa jopa 5000 kotitaloudelle.

Intel katkaisee linkin grafiikan ja CPU:n väliltä

Intel on virallisesti lopettanut Deep Link -teknologiansa kehityksen ja tuen, lopettaen näin kunnianhimoisen yrityksen yhdistää prosessorin ja näytönohjaimen voimat tiiviimmäksi kokonaisuudeksi.

Autojen tutkapiiri kutistui, teho kasvoi kaksinkertaiseksi

NXP Semiconductors on julkaissut uuden sukupolven tutkapiirin, joka mullistaa autonomisten ajoneuvojen tutkajärjestelmät. Uusi S32R47-imaging-tutkaprosessori tarjoaa jopa kaksinkertaisen suorituskyvyn edeltäjäänsä verrattuna ja mahtuu silti 38 prosenttia pienempään fyysiseen tilaan.

Vuoden lopulla jo 240 watin USB-lataus suoraan pistokkeesta

Pistorasiaan integroitava USB-lataus on siirtymässä täysin uudelle aikakaudelle. Brittiläinen tehoelektroniikkayritys Pulsiv on kehittänyt ensimmäisen valmiin ratkaisun, joka mahdollistaa jopa 240 watin USB-C-latauksen suoraan tavallisesta seinäpistokkeesta. Kyseessä on merkittävä tekninen läpimurto, joka voi muuttaa tapaa, jolla kannettavat tietokoneet, älypuhelimet ja jopa pienet kodinkoneet tai sähkötyökalut ladataan kotona ja työpaikoilla.

Omdia: Puolijohteet uuteen ennätykseen

Vuosi 2024 oli puolijohdeteollisuudelle historiallinen, sillä alan liikevaihto nousi Omdian mukaan 25 prosenttia edellisvuodesta ja ylsi ennätykselliseen 683 miljardiin dollariin. Kasvun moottorina toimi erityisesti tekoälyyn liittyvä kysyntä, joka nosti muistipiirien myynnin huikeaan 74 prosentin kasvuun.

Uusi standardi parantaa Bluetoothin tietoturvaa

Bluetooth-teknologia on saanut merkittävän päivityksen, joka parantaa käyttäjien yksityisyyttä ja laitteiden virrankulutusta. Bluetooth Special Interest Group (SIG) on julkaissut uuden Bluetooth Core Specification 6.1 -version, jossa keskeisenä uutuutena on satunnaistettu laiteosoitteiden päivitys – askel kohti vaikeammin jäljitettävää langatonta viestintää.

Tesla kiertää työsaartoa Ruotsissa suomalaisyrityksen kautta

Tesla on ajautunut erikoiseen selkkaukseen Ruotsin ay-liikkeen kanssa, ja yhtiö on nyt ryhtynyt kiertämään työtaistelutoimia suomalaislähtöisen yrityksen avulla. Kyseessä on ahvenanmaalainen ACS-konserni (Automation & Charger Solar), joka on aloittanut Teslan superlatureiden asennukset Ruotsissa kesken laajaa ay-liikkeen tukemaa saartoa.

Tehoelektroniikan PCIM oli suurempi kuin koskaan aikaisemmin

Nürnbergissä tällä viikolla järjestetty PCIM Expo & Conference 2025 ylitti odotukset niin laajuudeltaan kuin sisällöltään. Tapahtuma kasvoi tänä vuonna kuuteen näyttelyhalliin ja kattoi yhteensä 41 500 neliömetriä – enemmän kuin koskaan aiemmin. Näyttely houkutteli paikalle 685 näytteilleasettajaa ja noin 16 500 kävijää eri puolilta maailmaa.

Tuki uudelle USB4:lle laajenee

Testaus- ja simulaatiojärjestelmistään tunnettu Keysight Technologies on julkaissut päivitetyn version System Designer for USB -työkalustaan. Uusin versio tukee nyt USB4 v2-standardia, mikä mahdollistaa uusimpien USB-teknologioiden hyödyntämisen jo suunnitteluvaiheessa.

Python jyrää: Suosio ennätyslukemissa

Python ei ole vain suosituin ohjelmointikieli maailmassa – se on nyt suositumpi kuin yksikään kieli yli 20 vuoteen. Samalla kieli kehittyy entisestään, sillä toukokuussa julkaistu Python 3.14 -beta tuo mukanaan nipun merkittäviä uudistuksia, jotka tekevät kielen käytöstä entistäkin miellyttävämpää ja tehokkaampaa.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Infineon sai vihreää valoa Dresdenin uudelle tehtaalle

Infineon Technologies on saanut Saksan liittovaltion talousministeriöltä lopullisen rahoituspäätöksen uuden, huipputeknologiaan keskittyvän puolijohdetehtaan rakentamiseksi Dresdeniin. Yritys investoi Smart Power Fab -nimiseen tuotantolaitokseen yli viisi miljardia euroa omia varojaan. Hanke tuo arviolta 1000 uutta työpaikkaa alueelle.

Nokian uusi kuituratkaisu korvaa kuparikaapelit

Nokia on julkistanut uuden Aurelis Optical LAN -ratkaisunsa, joka tarjoaa yrityksille kehittyneen ja pitkäikäisen vaihtoehdon perinteisille kuparipohjaisille lähiverkoille. Uusi kuitutekniikka vähentää merkittävästi kaapelointia ja energiankulutusta, tarjoten samalla huippunopeaa ja luotettavaa verkkoyhteyttä tulevaisuuden tarpeisiin.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Lue lisää...

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article