Tutto sull'USB

Apr 09, 2024

Parlando di implementazioni USB-C di alta qualità, esiste un prodotto che ha molteplici punti di forza progettati attorno a USB-C ed è senza dubbio un brillante esempio di come eseguire correttamente USB-C. È il laptop Framework, dove le schede di espansione USB-C sono al centro della scena.

Divulgazione completa: questo articolo è stato digitato su un laptop Framework e l'ho ottenuto gratuitamente da Framework. Non l'ho preso per la copertura di Hackaday: sviluppo hardware mirato al Framework come hobby, in particolare schede che incidono sugli aspetti di questo laptop in modi divertenti. Come parte del loro sforzo di supporto agli sviluppatori della comunità, mi hanno fornito un laptop che altrimenti non avrei potuto ottenere per un hobby del genere. Ormai faccio parte della community di Framework, ho una serie di cose che mi piacciono di questo laptop e una serie di cose che non mi piacciono.

Questo non è un articolo su come sono soddisfatto o insoddisfatto del portatile Framework – ce ne sono tanti in giro e non sarebbe giusto per me scriverne uno – non ho pagato per niente se non divertendomi un sacco progettare tavole e uscire con altre persone che progettano cose interessanti, cosa che faccio volentieri. Sono un appassionato di tutto ciò che riguarda i laptop e il motivo per cui vorrei parlare di Framework è che non esiste un esempio migliore di USB-C e di tutto ciò che puoi fare con esso, in natura.

Ci sono quattro porte USB-C sul laptop Framework. Tutte queste porte possono essere utilizzate come porte di ricarica, USB3, DisplayPort o Thunderbolt 3. Ciò è possibile in parte perché, beh, non ci sono altre porte nel sistema: queste quattro porte sono ciò che ottieni, escluso il jack delle cuffie, e ad ogni porta è assegnato un controller Thunderbolt e PD. Tuttavia, a differenza dei Macbook, non ci sono dongle da gestire: tutte le porte sono profondamente incassate nel case e per le vostre esigenze di porte si utilizzano le cosiddette schede di espansione. La più semplice, la scheda di espansione USB-C, estende semplicemente la porta USB-C a cui si collega: è essenzialmente un'estensione USB-C ma in qualche modo conforme allo standard; non ha componenti attivi al suo interno e si limita ad inoltrare i pin 1:1, ereditando tutte le proprietà delle porte.

Esistono altre schede, come HDMI, DisplayPort, USB-A, Ethernet e anche schede di espansione di memoria. Come puoi immaginare, richiamano modalità alt dalle porte USB-C a cui sono collegati: DisplayPort e HDMI utilizzano la modalità alt DP, la scheda DisplayPort passa semplicemente attraverso i pin abilitati alla modalità alt ad alta velocità e HDMI utilizza una DisplayPort attiva -Chip convertitore HDMI. L'USB-A funge da adattatore da USB-C maschio a USB-A 3.1 femmina, Ethernet si collega tramite USB3 e anche le schede di espansione di archiviazione sembrano connettersi tramite USB3.

Questo risolve non pochi problemi. Se desideri un laptop con una combinazione di porte molto specifica, probabilmente puoi ottenerlo qui. Non è necessario portare con sé dongle: le schede di espansione sono piccole e maneggevoli, puoi metterne una manciata nella borsa del laptop e utilizzare la scheda DisplayPort solo quando ti serve un'uscita DisplayPort, con USB-C o USB-A porti in altri orari invece. Se una porta si rompe, non è più necessario sostituire e riparare la scheda madre: scambia la scheda di espansione e via. Oh, e se hai un altro laptop dotato di USB-C, tutte le tue schede di espansione funzioneranno come dongle USB-C in un attimo, a condizione che il fattore di forma meccanico necessariamente inflessibile non sia un problema per te.

Fin dall'inizio, Framework ha pubblicato file affinché altri potessero sviluppare le proprie schede di espansione: un modello KiCad con i numeri di parte, una scheda di esempio con un microcontrollore STM32 e file stampabili per l'alloggiamento delle schede. Si sono anche impegnati a sostenere gli sviluppatori nella comunità finanziando la produzione di prototipi: il programma di cui ho beneficiato, come ho descritto sopra. Anche se un hacker solitario potrebbe non essere in grado di sviluppare un dispositivo Thunderbolt, ottieni comunque un'uscita da 5 V e una porta USB 2.0, con funzionalità USB 3.0 se osi tentare la fortuna con l'adattamento dell'impedenza. Inoltre, ovviamente, il passthrough di ricarica USB-C è disponibile purché si preservino le linee CC.