Контроллеры, собранные в единой «системе на чипе», явили ожидаемую для ноутбуков проблему: чувствительность процессора и всего, что с ним связано, ко всему, что может быть подключено к USB-разъемам. Одно неловкое движение — и здравствуй, сервисный центр. Даже при наличии гарантийных обязательств — это процедура не из приятных. Похоже, компания ASUS, проектируя бизнес-ноутбук ASUS ExpertBook B9450F, учла фактор USB. Подробности того, как выполнена защита по USB-шине, можно узнать, проанализировав схемное решение этой платформы.
Что же представляет собой система на чипе Intel Core i7-10510U известном как Comet Lake, используемая в ультрабуке B9450F? Фактически, это старый добрый кристалл процессора плюс однокристальный чип системной логики Intel 400-й серии, установленные на одну подложку.
Системная логика поддерживает шину USB 3.2 Gen 1x1, что означает максимум 5GbPS производительности. Количество портов гибко регулируется в производстве. Главное ограничение — на всё про всё выделено 24 линии шины PCIe, которые мультиплексируются с SATA-интерфейсом. В итоге, Intel Comet Lake силами интегрированного xHCI-контроллера способен обеспечить до 8 портов USB 3.0. Внутренние USB-подключения в ноутбуке ASUS ExpertBook B9450F обслуживают веб-камеру и встроенный Bluetooth, и вполне безопасны в эксплуатации. В распоряжении пользователя оказывается два внешних разъема USB Type-C и один Type-A.
В отличие от ранее применяемых схем, когда USB Type-A напрямую подключался к процессорному чипу, платформа ExpertBook B9450F предусматривает защиту этого порта от неожиданностей. Интерфейсные линии сначала приходят на USB-ретаймер и только через него — на Intel Core i7-10510U.
Ретаймер выполняет роль своеобразного аппаратного файервола. В этом качестве выступает TPS5766MRMTR от Texas Instruments, который имеет много общих черт с редрайверами и ретаймерами PCIe-шины, рассмотренными нами ранее, поэтому детально останавливаться на его особенностях мы не будем. Но в силу того, что документация на этот чип пока недоступна, определенное понимание может дать описание аналогичного контроллера, например, TUSB501.
Развязка с помощью TPS5766MRMTR защищает интерфейс от внешних повреждений, корректируя уровни сигналов и нивелируя возможные их искажения. Дополнительный плюс применения USB-ретаймера в том, что теперь требования к трассировке сигналов от процессора до USB-разъема несколько смягчаются. Это важно, так как при дефиците места проброс интерфейсных линий от материнской платы к разъему USB-A пришлось выполнить гибким шлейфом.
Технология защиты двух равноправных портов USB-C несколько иная. В ее основе альтернативная функциональность Type-C, поддержанная технологией Intel Titan Ridge, ранее продвигаемой под брендом Thunderbolt. На системной плате ультрабука для этого установлен контроллер Intel JHL7540, размаркированный как T803A900.
Кроме Thunderbolt с разъемом USB-C ультрабук ASUS ExpertBook B9450F способен питаться через любой из Type-C портов, так как поддерживает спецификацию USB Power Delivery 3.0. Вообще говоря, он может одновременно и заряжаться, и заряжать, и быть хостом, и исполняемым устройством, потому в связке с Intel Comet Lake работает двухпортовый USB PD контроллер TPS65988 от того же Texas Instruments.
Если функции порта USB Type-C по поддержке OTG и Dual Role берет на себя Platform Controller Hub в составе процессора, то такой изыск, как Fast Role Swap может быть обеспечен только чипом TPS65988. Его отличие от обычных схем USB Power Delivery — мгновенной смене роли из приемника тока в его источник (наоборот тоже верно). Это особенно важно, если к USB-шине подключены такие чувствительные к перепадам питания устройства, как накопители на жестких магнитных дисках. Впрочем, и в процессе записи или чтения больших файлов Fast Role Swap не будет лишним.
Как и в случае с ретаймером TPS5766MRMTR, схемное решение Intel Titan Ridge на базе TPS65988 стоит на пути от разъемов USB-C к процессорному гнезду, защищая его от всевозможных неприятностей, связанных с подключением неисправных или даже опасных USB-устройств.
Итоги
На этом можно было бы и закончить обзор особенностей аппаратной реализации USB-интерфейса, нацеленных на защиту ультрабука ASUS ExpertBook B9450F от повреждение по шине. Но в ситуацию вмешивается и программная составляющая. Вся перечисленная функциональность поддерживается драйверами на стороне операционных систем, в том числе и Microsoft Windows. Для того, чтобы активировать их, придется включить поддержку UCSI (USB Type-C Connector System Software Interface) непосредственно в UEFI BIOS, что вызовет установку программного обеспечения UCM (USB Connector Manager Class Extension). Только после этого можно пользоваться всеми возможностями платформы ASUS ExpertBook B9450F.
Примечание. Даже если опций, связанных с UCSI в данный момент нет в CMOS Setup, это не значит, что их там вообще нет. Возможно, они появятся в следующих релизах UEFI BIOS, а знать о них лучше уже сейчас.