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
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:
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.
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.