Что такое Billboard-контроллер и как он взаимодействует с шиной USB Type-C?

29 Окт 2016

Что такое Billboard-контроллер и как он взаимодействует с шиной USB Type-C?

Давайте смотреть правде в глаза: USB Type-C — это не только новый кон­нек­тор универсальной последовательной шины, но и очередная ее ре­ви­зия. Теперь ретроспектива USB-шины выглядит следующим образом: от­крывает список USB 1.1, реализованная силами OHCI-контроллеров (AMD, NVIDIA, SiS) и UHCI-контроллеров (Intel, VIA). Далее следует ре­ви­зия USB 2.0, для которой специально была предложена концепция EHCI. Две скоростные реализации USB 3.0 (5 Мб/сек в режиме SuperSpeed на контроллерах xHCI от AMD/Intel) и USB 3.1 (10 Мб/сек режиме SuperSpeedPlus от ASmedia, Etron, Renesas etc) сей­час принято назвать USB 3.1 Gen 1 и Gen 2, соответственно.

 

Продираясь через частокол исторических фактов, зададим себе вопрос: что нового в USB Type-C? На него пред­по­ла­га­ет­ся два ответа:

  • питание через USB Type-C в любом направлении;
  • альтернативная функциональность.

Тема питания раскрыта в статье «USB Power Delivery: 100W в любом направлении», а вот дискурс альтернативной функциональности стал актуальным после вчерашней презентации новых платформ Apple MacBook Pro.

Чем взволновал общественность новый MacBook Pro?

Сегодня в интернете можно найти авторитетные мнения полные алармизма, суть которых сводится к тому, что но­вые Apple-платформы лишены практически всех привычных портов (USB Type-A, HDMI, Thunderbolt), и вместо них пользователю предлагается (цитирую) «новый Thunderbolt с разъемом USB-C».

Хорошо это или плохо? И каким боком здесь Billboard-контроллеры? О них ведь пока только хорошо осведомлены пользователи ноутбуков ASUS Zenbook 3, которые (ноутбуки) также, как и MacBook Pro, оснащены разъемом USB Type-C, прав­да, он там один-единственный: и для питания, и для коммуникаций.

Выносной модуль с разъемами HDMI, USB 3.1 Type-A и USB 3.1 Type-C и функциями Billboard-контроллера
Выносной модуль с разъемами HDMI, USB 3.1 Type-A и USB 3.1 Type-C и функциями Billboard-контроллера

Почему новый разъем USB Type-C может всё?

Новый разъем USB Type-C представляет собой оконеченое представление USB-шины, которую, как сказано выше, впору назвать шиной Type-C, и которая в силу своей альтернативной функциональности в состоянии быть и ши­ной питания, и Display-портом, и HDMI, и всем, чем угодно, включая шину PCI Express и Thunderbolt, как ее про­дол­же­ние.

С точки зрения схемотехники интерфейсных цепей, альтернативная функциональность (Alternate modes) — это пе­ре­определение контактов разъема USB Type-C. После такого переопределения разъем становится интерфейсом с любыми наперед заданными функциями, отличными от USB. А подключенные к нему сигналы раздельных диф­фе­рен­циальных пар приема и передачи данных (RX+, RX-, TX+, TX-), переключаются на иные задачи.

Сравним обычное подключение USB Type-C и подключение с поддержкой интерфейса Display Port в качестве аль­тер­нативной функциональности:

Платформа с поддержкой в разъеме USB Type-C альтернативной функциональности Display Port

Как видим, главное различие в том, что линии интерфейса USB 3.1 могут динамически переопределяться для пе­редачи сигналов Display Port. Мультиплексор коммутирует сигнальную группу между USB (классическая функ­ци­о­наль­ность) или GPU (альтернативная функциональность) к цепям разъема USB Type-C. В типовых современных ре­ализациях объектом коммутации являются сигналы USB3, а конфигурирование и управление осуществляется по линиям интерфейса USB2.

Для чего же нужен Billboard-контроллер?

Абсолютно неправильно называть Billboard-контроллером выносной модуль, подключаемый к разъему USB Type-C. Несмотря на то, что с его помощью осуществляются внешние подключения таких устройств, как дисплей, LAN, Thunderbolt и т.п. Их работоспособность в режиме альтернативной функциональности обеспечивается с помощью так называемых Vendor Defined Messages (VDM), передаваемых по линиям Configuration Channel (CC), имеющихся в составе порта USB Type-C.

Аппаратное конфигурирование, выполненное посредством VDM, незаметно и прозрачно для программного обес­пе­че­ния и не требует наличия Billboard-контроллеров. Вспомогательные устройства, классифицируемые как Bill­board devices, декларируют потенциальные сценарии подключения периферии, реализовать которые не удалось. О чем и ставится в известность пользователь: вот корни его знания о Billboard-контроллерах.

Переходники и адаптеры для устройств Apple

Резюме

Вряд ли наша статья способна снять стресс, полученный от знакомства с особенностями новой платформы Apple MacBook Pro. На повестке дня по-прежнему востребованность переходников и адаптеров для разъема USB Type-C. Думается, что жизнь в этом вопросе все расставит на свои места. А ее тяготы легче переносить, зная их пер­во­при­чи­ну. В этом направлении мы сделали только первый шаг.

Теги: