USB Type-C là gì? USB Type-C có tác động nào đến tương lai của máy tính nhúng

Hiện nay các nhà sản xuất linh kiện cũng như các thiết bị công nghệ trên toàn thế giới đã và đang áp dụng thay thế các cổng kết nối truyền thống bằng một nhân tố mới là USB Type C. Hãy cùng theo dõi bài viết này để biết thêm USB Type-C là gì? USB Type-C có ảnh hưởng gì đến tương lai của máy tính nhúng?

USB Type-C là gì?

USB Type-C, hoặc USB-C, là đầu nối USB mới nhất đã được lên kế hoạch trở thành tiêu chuẩn USB mới; thống nhất tất cả các thế hệ và phiên bản của các đầu nối trước đó. Đầu nối USB thế hệ tiếp theo có nhiều tính năng chính như: cải thiện tốc độ truyền dữ liệu, chế độ thay thế, giao diện thân thiện với người dùng, công nghệ USB Power Delivery và hỗ trợ từ phần lớn các công ty công nghệ lớn.

Các loại USB

USB Type C là cái tên để phân biệt chuẩn kết nối USB 3.1 mới so với các loại trước đây là USB-A, USB-B, USB 2.0,… Với tốc độ truyền tải điện lên đến 100W và kết nối từ 1.250 MB/s đến 2.500 MB/s, USB Type C có khả năng thay thế các kết nối truyền thống trước kia như HDMI, VGA, USB, DisplayPort, cổng sạc…

Cấu tạo của USB Type-C

Kích thước của chấu Type C khá nhỏ (8.4 x 2.6 mm) nên nó tương thích khi sạc cho tất cả các thiết bị mỏng có tính di động như điện thoại, laptop,… Ngoài ra dây sạc cổng USB Type C còn sở hữu 2 đầu cắm tương tự nhau nên bạn có thể dễ dàng và thuận tiện sử dụng bất kỳ đầu sạc nào.

Bên trong cổng USB Type C có đến 24 chân kết nối nên dòng điện cũng như tốc độ truyền dữ liệu của nó khá ấn tượng (20V – 5A; 1.25 GB/s), tương đương với chuẩn Thunderbolt 3. Đây là một trong những yếu tố quan trọng đến phát triển công nghệ sạc nhanh và truyền dữ liệu cao. USB Type C bao gồm 5 dạng phổ biến đó là: Standard B, Mini USB, Micro USB, Standard-B USB 3.0 và USB 3.0 Power-B.

Sự khác biệt giữa các loại USB và các thế hệ USB

Có rất nhiều quan niệm sai lầm về USB Type-C và tất cả các thế hệ USB. Giống như yếu tố hình thức M.2, nhiều người cho rằng nó đã có hỗ trợ NVMe, tuy nhiên, M.2 chỉ là hình dạng kết nối vật lý. Khe cắm M.2 có nhiều loại với nhiều mục đích sử dụng khác nhau và không phải ổ SSD M.2 nào cũng sử dụng NVMe. USB Type-C là một đầu nối vật lý cho công nghệ USB. Tuy nhiên, thế hệ USB xác định những tính năng và khả năng mà đầu nối USB cung cấp. Hiện tại, USB Type-C hỗ trợ hai thế hệ USB là USB 3.2 Gen 2 và USB 4. Điểm khác biệt chính với USB 3.2 Gen 2 là nó có thể truyền dữ liệu lên đến 10 Gbps trong khi USB 4 đạt tới 40 Gbps.

Các tính năng chính của USB Type-C

USB Type-C cung cấp rất nhiều tính năng thế hệ tiếp theo trong một giao diện đơn giản. Từ những cải tiến lớn về tốc độ truyền dữ liệu đến các chế độ thay thế linh hoạt, USB-C thể hiện những điểm mạnh đáng kinh ngạc của nó để chứng minh việc thiết lập nó như một tiêu chuẩn mới. Dưới đây là sự hiểu biết tỉ mỉ hơn về cách USB Type-C được coi là tiêu chuẩn USB mới và cách ngành công nghiệp nhúng bắt đầu kết hợp công nghệ mới này vào hệ thống của họ.

Truyền dữ liệu nâng cao và giao diện thân thiện với người dùng

USB Type-C với thế hệ USB 4 mới nhất có tốc độ truyền dữ liệu lên đến 40Gbps so với USB 3.2 Gen 2 trước đây giới hạn là 20 Gbps. Tốc độ truyền dữ liệu được cải thiện tác động rất nhiều đến nhiều ngành công nghiệp mà tốc độ truyền dữ liệu có thể là điểm nghẽn trong việc tăng năng suất nhanh hơn.

Trong suốt những năm qua, USB-A đã gây dựng được tiếng vang lớn do định hướng đầu nối một chiều duy nhất của nó. Với USB-C, bạn không còn phải lo lắng về việc tìm ra bên nào của USB đi vào cổng. Cấu hình chân và đầu kết nối hình bầu dục đối xứng của nó cho phép kết nối đa hướng, có nghĩa là không còn quan trọng hướng nào được đưa vào cổng. Mặc dù điều này có nghĩa là USB-C không tương thích ngược với USB-A, nhưng vẫn có sẵn các bộ điều hợp trong khi chúng tôi chuyển đổi sang tiêu chuẩn mới.

Cung cấp năng lượng thế hệ tiếp theo

USB Type-C có các công nghệ nguồn điện nâng cao được gọi là USB Power Delivery (USB PD) mang đến cho nó những tính năng phổ biến. Đầu nối sắp được tiêu chuẩn hóa này có thể cung cấp công suất lên đến 100W cho thời gian sạc nhanh hơn và khả năng cấp nguồn hoặc sạc các thiết bị lớn như máy in. Đối với các thiết bị IoT chạy bằng pin, USB Type-C cung cấp nguồn điện 5V bền vững. USB PD cung cấp khả năng quản lý điện năng tối ưu để sạc hoặc lưu lượng điện hiệu quả hơn cho nhiều loại thiết bị. Điều này ngăn ngừa sạc quá mức và tương thích với các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp như đồng hồ thông minh và tai nghe không dây.

Một tính năng chính khác mà USB-Type C cung cấp là hướng nguồn linh hoạt, hoặc công nghệ nguồn hai chiều. Nó sử dụng hướng nguồn hai chiều nơi đầu nối có thể gửi và nhận dữ liệu, cũng như nguồn điện đầu vào và đầu ra từ một trong hai đầu của đầu nối. Một ví dụ điển hình của công nghệ thế hệ tiếp theo này là với cổng USB Type-C trên máy tính xách tay. Cáp USB Type-C kết nối với máy tính xách tay có thể truyền dữ liệu giống như bất kỳ USB truyền thống nào, sạc máy tính xách tay, sử dụng máy tính xách tay để sạc điện thoại, truyền dữ liệu giữa điện thoại và máy tính xách tay, v.v. Ngoài ra, USB PD cho phép sạc đồng thời và hiển thị video trong một số cấu hình nhất định. USB Type-C cho phép người dùng sử dụng một cổng duy nhất cho nhiều mục đích và mang lại sự tiện lợi khi kết nối.

Chế độ Alternative

USB Power Delivery cũng giới thiệu Chế độ Alternative hay AM. Thay vì có nhiều cáp cho mỗi tín hiệu chuyên dụng, USB Type-C sử dụng AM để hợp nhất tất cả các cáp độc lập này thành một đầu vào. Các thiết bị có không gian hạn chế cho nhiều đầu ra khác nhau giờ đây chỉ cần cổng và cáp USB Type-C để có thể kết nối với các giao diện này. Trên hết, AM cho phép USB Type-C tương thích ngược với thế hệ độc quyền trước đó của nó, Thunderbolt 3. Đầu nối chuyên dụng này có thể truyền dữ liệu, video và âm thanh qua nhiều loại giao thức hoặc giao diện USB và không phải USB như:

• DisplayPort
• HDMI
• Thunderbolt 3
• Mobile High-Definition Link (MHL)
• VirtualLink

Cải thiện Bảo mật và Bảo vệ

Các doanh nghiệp thường vô hiệu hóa cổng USB trên các thiết bị của công ty do sự gia tăng của các cuộc tấn công độc hại thông qua USB. Chương trình xác thực USB Type-C bảo vệ hệ thống chủ khỏi các kết nối USB độc hại từ nước ngoài có thể dễ bị tấn công phần cứng. Chương trình này xác nhận tính xác thực của các thiết bị USB được chứng nhận trước khi bất kỳ nguồn điện hoặc dữ liệu nào được trao đổi.

USB Type-C đang cách mạng hóa tương lai của thế giới nhúng như thế nào?

Mặc dù USB-C không phải là một công nghệ hoàn toàn mới đối với người tiêu dùng, nhưng nó đã dần tích hợp vào ngành công nghiệp nhúng. Các khả năng mà USB-C mang lại đang dần loại bỏ nhu cầu về tốc độ và kết nối USB-A và USB-B. Hiện tại, USB-C với USB 3.2 Gen 2 được cung cấp trong các giải pháp điện toán công nghiệp khác nhau. Khi công nghệ trở nên tiên tiến hơn theo cấp số nhân, sẽ có nhiều dữ liệu hơn để xử lý. Trong các ứng dụng nhúng, như Thị giác máy và các hoạt động hỗ trợ AI khác, máy tính công nghiệp được yêu cầu phải thu nhận lượng dữ liệu khổng lồ từ các thiết bị và cảm biến IoT. USB-C có khả năng gửi những lượng dữ liệu đáng kể này đến máy tính công nghiệp với tốc độ cực kỳ nhanh chóng và cung cấp các công nghệ USB thế hệ mới bổ sung. Loại USB mang tính cách mạng này sẽ nâng cao hiệu quả của phân tích dữ liệu thời gian thực và ra quyết định cho các ứng dụng hỗ trợ AI.

Hơn nữa, USB Type-C có kiến trúc mỏng và nhỏ hơn nhiều so với các loại USB khác. Các hệ thống nhúng, như PC SFF (Small form factor) và SBC (Single Board Computers) cung cấp sức mạnh xử lý cần thiết trong các ứng dụng hạn chế về không gian. Với các yếu tố hạn chế như vậy và nhu cầu cao hơn về tính toán cao hơn, USB Type-C có thể giảm bớt những hạn chế này. Đó là đầu nối hình bầu dục mỏng với các tính năng thân thiện với người dùng như giao phối có thể đảo ngược, vai trò nguồn có thể tương tác và kết nối phổ quát mang lại cho các nhà tích hợp hệ thống và nhà thiết kế OEM linh hoạt hơn khi phát triển hệ thống của họ. Với sự phổ biến ngày càng tăng của công nghệ USB 4, chúng ta có thể mong đợi hiệu suất và khả năng cao hơn nữa trong các giải pháp tính toán hệ số hình thức siêu nhỏ gọn.

Ứng dụng của USB Type-C trong công nghiệp

USB Type-C đang và sẽ được sử dụng cho hầu hết mọi phân khúc ứng dụng công nghiệp vì nó cung cấp các tính năng nâng cao so với USB-A và các thế hệ USB trước đó. Khả năng vừa hiển thị vừa truyền dữ liệu thông qua một cáp USB giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng nhiều loại cáp. Chỉ riêng tính năng này cũng cung cấp cho các nhà tích hợp hệ thống và nhà thiết kế OEM nhiều cổng hơn cho các dự án của họ.

• Tự động trong công nghiệp
• Hình ảnh y tế
• Xe tự hành và ADAS
• An ninh và Giám sát
• Biển báo kỹ thuật số
• Bán lẻ thông minh, Tòa nhà, Sản xuất & Nông nghiệp
• vv…