これから世界を席巻する!? USB Type-Cを知る：USB前夜から歴代コネクタたちを偲びつつ（5/6 ページ）

[Max Maxfield，EE Times]

　次に、2組の高速TX／RX信号（ピン）について見てみよう。これらが1本当たり10Gビット/秒というUSB3.1 SuperSpeed＋規格をサポート可能なので、Type-Cは20Gビット/秒に達するrawデータをサポートできる。さらに、これらの信号（ピン）は代替モードをサポートできるよう設定でき、ビデオ信号などのさまざまな種類の非USBデータが伝送可能になる。

　SBU1/2サイドバンド信号ピンもあり、これらは、DFPとUFPが合意するデータならば何でも（例えば、多分オーディオストリームを）伝送できるよう設定できる。最下段の列にはUSB Type-C信号ピン6本が並ぶ（4本のTX/RX、2本のサイドバンド信号ピン）――図8では黄色で区分けされている――。これらは必要に応じて（およびDFPとUFPのネゴシエートの結果として）代替データモードをサポートするよう設定できる。

図8 USB Type-Cコネクタのピン配列と基本的な信号割当て （クリックで拡大）

　これまでに、DFPとUFPとが相互にネゴシエートするという概念について言及した。この概念についてもう少し詳しく考えてみよう。まず、USB Type-CケーブルでUFP（周辺デバイス）に接続されたDFP（ホスト）の基本構成（図9）の説明から始めよう。

図9 USB Type-CケーブルでUFP（周辺デバイス）に接続されたDFP（ホスト）の基本構成 （クリックで拡大）

　「ケーブル自体にはただ1本のCC接続導線しかないこと」に注目してほしい。両側にあるVconピンはケーブル内のRa（プルダウン）抵抗を経由してグラウンドに接続されている。DFP内のRp（プルアップ）抵抗はUFP内のRd（プルダウン）抵抗とは異なる抵抗値を持ち、これらの抵抗はともにケーブル内のプルダウン抵抗とも異なる値を持つ。これらの違いによって、DFPとUFPにケーブルが接続された時に、どちらがどちらで、どちら向きに回るかを決めることが可能になる。

　単純なUSB Type-Cケーブルはパッシブであり、図9のように表すことができる。より高度な電力とデータ通信のモードをサポートするには、電子IDを備えた幾つかのケーブルを使用する必要がある。この場合、電子IDがケーブルのサポート可能な電力容量とデータ帯域をシステムに通知する。

　以下に、こうした動作の全景をごく簡単に説明しよう。

　最初に、USB Type-Cケーブルを両方のデバイス（ケーブルが引き出されているキーボードのようなデバイスでは一方のデバイスになるが）に差し込む。これにより、Cable Detect（CD）フェーズが始まり、DFPとUFPは各種のプルダウンとプルアップ抵抗を利用して、差し込まれたケーブルをどちら向きに回るか、どちらがどちらに何をするかを決定する。DFPがケーブルのどのピンがCCピンとVconピンであるかを判定すると、CCピンに5V信号を供給する。この5Vからケーブルの電子ID（もしあればだが）に電源が供給される。次に、ケーブル電子IDがVconピンに電力容量やデータ帯域のような特性の記述されたデータを送信する。

　次のステップはPower Delivery（PD）が焦点だ。このステップでは、DFPとUFPが相互にやりとりして、どちらが電源を供給し、どちらが受け取るかを決める。この結果に基づき、（同時に、電源供給側のデバイス能力とケーブルの送電能力に基づいて）DFPとUFPとが使用電圧と利用可能な電流に関して合意に達し、次に進む。

　また、DFPとUFPは高速チャンネルで伝送されるデータ種別に関してもネゴシエートする。この規格には標準的なUSBプロトコルに加え、PCIe、VGA、HDMI、DPなどの非USBアプリケーションをサポートするVendor-Defined Messages（VDM）の概念が組み込まれている。さらに、サイドバンドチャンネルもベンダー規定（音楽など）にすることが可能だ。

　以上、USB Type-Cを簡単にまとめて言えば、1個の小さく、頑強な、方向性のないコネクタが利用でき、対応するケーブルやサブシステムとともに使用することにより、100Wに達する高速充電用電力が得られ、最大20Gビット/秒の高速データ通信が可能になるということだ。全体システムは非常な柔軟性をもち、オーディオやビデオなどのベンダー規格モードを追加することにも対応可能だ。どういうことだろうと不審に感じているかもしれないが、さまざまな小型ドングルが登場し、それによりUSB Type-CデバイスやケーブルとUSB2.0／3.x対応品とを連結して使用できるようになると期待されるのだ（Type-Cデバイスは旧来デバイスがサポートする能力まで能力を落とすことになろう）。