logotypen
 
 

IN FOCUS

IP suojaan ulkoiseen muistiin

Monet markkinoilla olevat mikro-ohjaimet tarjoavat tallennuskapasiteettia muutamien megatavujen verran, mikä vaikuttaa merkittävästi tuotteen hintaan. Sopiva vaihtoehtoinen ratkaisu on käyttää ulkoista muistia, jota voidaan hankkia suuremmissa määrissä selvästi edullisempaan hintaan ja useilla eri kapasiteettivaihtoehdoilla – yleensä muutamasta megatavusta satoihin megatavuihin.

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

PDF:stä tuli suosittu tapa hyökätä sähköpostiin

Kyberrikolliset ovat löytäneet uuden, tehokkaan keinon kiertää tietoturvasuojaukset: PDF-tiedostot. Check Point Researchin tuoreen tutkimuksen mukaan jo 22 % haitallisista sähköpostiliitteistä on PDF-muodossa. Samalla 68 % kyberhyökkäyksistä alkaa edelleen sähköpostista, mikä tekee PDF:stä entistä houkuttelevamman hyökkäysvälineen.

Uuden sirun avulla kännykkä voi tietää sijaintinsa sentin tarkkuudella

Nykyisten GPS-järjestelmien tarkkuus on vain muutamia metrejä, mutta uusi teknologia voi viedä paikannuksen tarkkuuden senttimetriluokkaan. Purdue Universityn ja Chalmersin teknillisen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet sirupohjaisen aaltokampatekniikan, joka voi mullistaa navigoinnin, autonomiset ajoneuvot ja tarkat mittausjärjestelmät.

Uusi salaus suojaa jo tämän päivän kuituyhteyksiä kvanttikoneilta

Kvanttitietokoneiden uhka nykyiselle tietoturvalle on herättänyt huolta laajasti: tulevaisuudessa ne voivat murtaa laajasti käytössä olevat salausmenetelmät. Nyt Karlsruhen teknillisen instituutin (KIT) tutkijat ovat kehittäneet ratkaisun, joka tuo kvanttiturvallisen salauksen jo olemassa oleviin kuituyhteyksiin – ilman kalliita erikoislaitteita.

Tekoäly alkaa valvoa Pohjoismaihin tulevaa dataa

Tiedon valtaväylistä Pohjoismaissa vastaava GlobalConnect ottaa käyttöön kehittyneen tekoälypohjaisen valvontajärjestelmän. Yhtiö investoi ScienceLogicin alustan käyttöönottoon, jonka avulla voidaan reaaliaikaisesti seurata verkon toimintaa ja ratkaista ongelmia ennen kuin ne ehtivät vaikuttaa käyttäjiin.

Uusi fotonipiiri kiihdyttää tekoälyn prosessoinnin huippunopeuteen

Amerikkalainen teknologia-alan yritys Lightmatter on julkaissut uudenlaisen fotoniikkaan perustuvan superpiirin, joka lupaa mullistaa tekoälyn infrastruktuurin. Passage M1000 -niminen piiri mahdollistaa ennennäkemättömän nopean tiedonsiirron tekoälylaskennassa, avaten tien entistä suuremmille ja tehokkaammille AI-malleille.

Trumpin politiikka voi nostaa seuraavan iPhonen hintaa jopa 40 prosenttia

USA Todayn mukaan Applen iPhonet saattavat kallistua jopa 43 prosenttia Yhdysvaltain presidentin Donald Trumpin uusien tullien seurauksena. Trump ilmoitti keskiviikkona laajasta uudesta tullisuunnitelmasta, jonka tavoitteena on vauhdittaa yhdysvaltalaista tuotantoa. Tämä sisältää 34 prosentin lisätullit Kiinasta tuotaville tuotteille, mikä nostaa kokonaistullin 54 prosenttiin – korkeimmaksi Yhdysvaltain historiassa Kiinaa kohtaan.

Tänä vuonna jo joka viides uusi auto kulkee sähköllä

Sähköautojen suosio jatkaa kasvuaan haasteista ja epäilyksistä huolimatta. Uusimpien tilastojen mukaan vuonna 2025 jo 18 % maailmanlaajuisista autokaupoista kohdistuu sähköautoihin – kolme kertaa enemmän kuin viisi vuotta sitten.

Microsoft lähti liikkeelle 50 vuotta sitten BASIC-tulkista

Microsoft juhlii tänä vuonna 50-vuotista taivaltaan, ja juhlan kunniaksi yhtiön perustaja Bill Gates julkaisi alkuperäisen ohjelmakoodin, joka käynnisti koko teknologiayrityksen – Altair BASIC -tulkin. Gatesin mukaan kyseessä on "siistein koodi, jonka olen koskaan kirjoittanut".

Rohde lisäsi tehoa EMC-mittauksiin

Rohde & Schwarz on julkaissut päivitetyn version ELEKTRA-ohjelmistostaan, joka tuo lisää tehoa ja automaatiota EMC-mittauksiin. Uusi ohjelmistoversio tukee kaikkia ajankohtaisia EMC-standardeja eri toimialoilla – mukaan lukien kaupallinen elektroniikka, autoteollisuus, langattomat järjestelmät, puolustus ja ilmailu.

Tekoäly vaikuttaa lähes joka toiseen työpaikkaan

Tekoäly on nopeasti nousemassa maailman talouksien uudeksi moottoriksi – ja murroksen keskiössä ovat työmarkkinat. YK:n kauppa- ja kehitysjärjestön (UNCTAD) tuoreen Technology and Innovation Report 2025 -julkaisun mukaan jopa 40 prosenttia maailman työpaikoista on alttiina tekoälyn vaikutuksille. Se voi tarkoittaa joko työn automatisointia tai sitä, että työtehtävät muuttuvat perustavalla tavalla.

Tamperelaissiru purkaa useampia audiovirtoja kuin mikään muu prosessori

Tamperelainen VLSI Solution on julkaissut uuden sukupolven audioprosessorin, joka asettaa uudet standardit äänenkäsittelylle sulautetuissa järjestelmissä. VS1073-uutuuspiiri pystyy purkamaan ja käsittelemään enemmän äänenpakkausmuotoja kuin mikään muu prosessori markkinoilla – mukaan lukien uudet tuetut formaatit kuten ALAC, DSD, Opus ja AC-3.

Uusi LUMI-supertietokone yllättää: kylkeen tulee kvanttitietokone

Suomeen rakennetaan maailman tehokkainta tekoälysupertietokonetta, ja sen rinnalle kehitetään nyt myös täysin uusi kvanttilaskenta-alusta. LUMI AI Factory -hankkeen johtaja Pekka Manninen vahvistaa, että uusi huippuluokan laskentaympäristö käynnistyy keväällä 2027.

Samsungin uusin tuo tekoälyn jäässä oleville tablettimarkkinoille

Tablettimarkkinat hakevat suuntaa, mutta Samsung uskoo tekoälyyn. Yhtiö julkaisi 2. huhtikuuta uuden Galaxy Tab S10 FE -sarjan, joka tuo älykkäät ominaisuudet yhä useamman käyttäjän ulottuville. Vaikka markkina kokonaisuudessaan junnaa lähes paikallaan, Samsung pyrkii herättelemään sitä AI-pohjaisella tuottavuudella ja kevyellä muotoilulla.

Trumpin tullit aiheuttavat suurta epävarmuutta puolijohdealalla

Yhdysvaltain presidentti Donald Trump on ilmoittanut uusista tullipolitiikoista, jotka uhkaavat horjuttaa puolijohdeteollisuuden globaaleja toimitusketjuja. Trumpin hallinto on määrännyt 10 prosentin perustullin kaikkiin tuontituotteisiin ja jopa 32 prosentin tullit valikoiduille maille, kuten Taiwanille. Vaikka Taiwanin puolijohteet ovat toistaiseksi tullivapaita, alan toimijat elävät epävarmuudessa mahdollisista tulevista muutoksista.

Maailman ensimmäisessä MEMS-kompassissa ei ole liikkuvia osia

Ranskalainen teknologiayritys SBG Systems on esitellyt maailman ensimmäisen MEMS-pohjaisen gyrokompassin, joka kykenee määrittämään suunnan ilman GNSS-apua ja täysin ilman liikkuvia osia. Tämä inertianavigoinnin läpimurto avaa uuden luvun tarkassa ja kompaktissa paikannuksessa, erityisesti merenkulun ja robotiikan sovelluksissa.

Cadence demosi eurooppalaisvoimin kehitettyä ajoneuvojen SoC-piiriä

Euroopassa pitäisi vähentää riippuvuutta sekä kiinalaisesta että amerikkalaisesta tekniikasta. Muutaman viikon takaisilla Nürnbergin Embedded World -messuilla nähtiinkin tähän suuntaan kasvavia versoja. Esimerkiksi Cadence ja saksalainen Dream Chip Technologies esittelivät uuden sukupolven älykkään SoC-järjestelmäpiirin ajoneuvosovelluksiin.

LUMI-tekoälytehdas on yksi ensimmäisiä Euroopassa

LUMI-tekoälytehdas avaa uuden luvun eurooppalaisessa tekoälyn kehityksessä yhdistämällä huipputeknologian, asiantuntijuuden ja yhteistyön ainutlaatuiseksi kokonaisuudeksi. Tekoälyhubin fyysiset tilat sijoittuvat Espoon Otaniemeen Aalto-yliopiston yhteyteen, ja laskennan ydin toimii Kajaanissa, missä nykyinen LUMI-supertietokone tarjoaa maailmanluokan suorituskykyä tekoälykehitykselle.

Jyväskylän ylioppilaskylään maailman nopein opiskelijanetti

Kotimainen valokuituyhtiö Lounea toteutti Jyväskylän yliopiston ylioppilaskunnan Soihtu-asuntoihin huippumodernit nettiyhteydet. Opiskelijakylä nousi kerralla maailman kärkeen tarjoamalla asukkailleen poikkeuksellisen nopeat verkkoyhteydet. 

Painetun elektroniikan tutkija TactoTekin teknologiajohtajaksi

Oululaistaustainen elektroniikkayhtiö TactoTek on nimittänyt tekniikan tohtori Pälvi Apilon uudeksi teknologiajohtajakseen. Apilo on ollut osa TactoTekin asiantuntijatiimiä vuodesta 2018 ja toiminut viimeksi yhtiön ennakoinnin ja tutkimuksen johtajana.

Linuxista tulee parempi pelaajille

Linux-kernelin tuore 6.14-päivitys lupaa merkittäviä suorituskykyparannuksia Windows-pelejä pelaaville Linux-käyttäjille. Ytimeen on tuotu parannettu NTsync-ajuri, jonka ansiosta Wine- ja Proton-yhteensopivuuskerrosten kautta ajettavat pelit voivat hyötyä jopa satojen prosenttien teholisästä tietyissä tilanteissa.

Maksupäätteen kosketusnäyttö vaatii vahvan tietoturvan

Kosketusnäyttö on olennainen osa jokaista nykyaikaista maksujärjestelmää ja myyntipisteen POS-päätettä (point of sale terminal). Sen tietoturvaan on kiinnitettävä erityistä huomiota.

Lue lisää...

Tekoäly vaikuttaa lähes joka toiseen työpaikkaan

Tekoäly on nopeasti nousemassa maailman talouksien uudeksi moottoriksi – ja murroksen keskiössä ovat työmarkkinat. YK:n kauppa- ja kehitysjärjestön (UNCTAD) tuoreen Technology and Innovation Report 2025 -julkaisun mukaan jopa 40 prosenttia maailman työpaikoista on alttiina tekoälyn vaikutuksille. Se voi tarkoittaa joko työn automatisointia tai sitä, että työtehtävät muuttuvat perustavalla tavalla.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
 R&S -seminaari: 5G Advanced & Beyond
Oulussa 13.5.2025
Espoossa 14.5.2025
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025

Seminaareihin ilmoittautuminen ja tiedustelut:
asiakaspalvelu@rohde&schwarz
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 

ETNinsta

THIS SPACE TEMPORARILY LEFT BLANK
 
article