Activar el modo DisplayPort Alt mediante un cable USB Tipo-C
En el mundo de los cables, el USB Tipo-C se considera el tipo de conector más potente y versátil hasta la fecha. Una de las características del Tipo-C que permite su flexibilidad es el modo Alt, que puede admitir opcionalmente señales no USB, incluida la tecnología DisplayPort (DP). Esto permite a los usuarios aprovechar múltiples tecnologías a través de un único cable, maximizando la eficiencia.
En este artículo, analizamos cómo funcionan los protocolos DisplayPort en modo Alt a través de un cable Tipo-C y cómo se compara con el uso de un cable DisplayPort estándar.
El interior de Type-C y sus pares SuperSpeed
Una conexión por cable USB Tipo-C puede funcionar como host USB, dispositivo USB, consumidor de energía USB-PD, proveedor de energía USB-PD y conexión de vídeo DisplayPort. Dentro del conector Tipo-C hay 24 patillas que realizan diversas funciones que hacen posibles estas configuraciones. En concreto, el protocolo de vídeo DisplayPort puede configurarse mediante el modo Alt, que puede realizarse a través del estándar USB Tipo-C.
Los cables USB Tipo-C contienen cuatro pares de hilos SuperSpeed que pueden utilizarse para la transferencia de datos a alta velocidad o configurarse como Modo Alt para admitir protocolos de terceros. Hay cuatro carriles diferenciales de alta velocidad: para USB hay dos pares diferenciales receptores SuperSpeed y dos pares diferenciales transmisores SuperSpeed, a veces denominados carriles. Con la especificación USB 3.2 y el modo 2x2, el cable puede soportar un ancho de banda bidireccional de hasta 20 Gbps utilizando dos carriles simultáneamente, con cada carril transmitiendo 10 Gbps, creando un funcionamiento de doble carril que puede alcanzar hasta 20 Gbps.
La configuración del Modo Alt admite el protocolo DisplayPort
Dado que la señalización DisplayPort admite la transferencia de datos por paquetes como con USB, es posible activar DP mediante el Modo Alt en las líneas diferenciales SuperSpeed. Con USB 3.2, se pueden utilizar dos o cuatro de las líneas diferenciales de alta velocidad para el Modo Alt. Si se requiere transferencia de datos USB, se utilizan dos carriles, dejando los dos restantes para el Modo Alt; de lo contrario, los cuatro carriles están disponibles para el Modo Alt.
En el modo de dos carriles, el protocolo Alt Mode para DisplayPort puede admitir resolución 4K a 60 Hz o HDR 4K a 60 Hz utilizando 4:2:0 y 12bpp. Cuando se utilizan los cuatro carriles para activar el Modo Alt para DisplayPort, DisplayPort puede funcionar a su máxima capacidad hasta 8K x 4K a 24bpp, 60Hz de refresco y formato 4:2:0 para una pantalla, según la especificación DisplayPort 1.4. Con la recientemente publicada especificación DisplayPort 2.0 y los próximos cables, esto aumenta hasta unos increíbles 16K x 8K a 30bpp, 60Hz de refresco, formato 4:4:4 HDR con compresión. En ambas configuraciones, el canal DisplayPort Aux utiliza las patillas SBU dentro del conector Tipo-C.
Dado que ciertas patillas deben estar incluidas y disponibles en un cable Tipo-C independientemente de la configuración, los usuarios pueden esperar ciertas funciones como la transferencia de datos USB y de vídeo y la carga de energía. Aunque se utilicen todos los carriles SuperSpeed para un rendimiento DisplayPort completo, se habilitarán las patillas de alta velocidad USB 2.0, lo que proporcionará al usuario un ancho de banda de al menos 480 Mbps. Además, las líneas CC y GND también deben estar disponibles para garantizar que el protocolo USB Power Delivery está disponible para soportar el funcionamiento del dispositivo USB Power Delivery.
Alcanzar el rendimiento DisplayPort mediante un cable Tipo-C
¿Cómo puede el conector Tipo-C soportar todo el rendimiento de DisplayPort 1.4? Tiene que ver con cómo están configurados los carriles SuperSpeed. El protocolo USB transmite datos bidireccionalmente, por lo que puede enviar y recibir datos de un extremo del cable al otro con un hilo positivo y otro negativo por carril. Según la especificación USB 3.2 Gen 2x2, un carril puede transmitir hasta 10 Gbps. Por tanto, si ambos carriles se utilizan simultáneamente para la transmisión de datos, esto significa que se pueden transmitir 20 Gbit/s y recibir 20 Gbit/s a través de los 4 carriles.
El protocolo DisplayPort funciona de forma algo diferente, ya que sólo transmite datos en una dirección. En un cable DisplayPort 1.4 normal, hay cuatro líneas de datos que transmiten datos DP a 8,1 Gbit/s unidireccionalmente; esta configuración es posible en un cable pasivo y completo USB Tipo-C a Tipo-C configurando cuatro líneas de datos USB como modo Alt y haciendo que transmitan datos DP en una dirección por carril a través de cuatro carriles. Dado que DisplayPort 1.4 admite un total de 32,4 Gbps a través de 4 carriles, es posible obtener todo el rendimiento de DisplayPort con el cable USB Tipo-C.
Más información sobre los últimos cables DisplayPort estándar
El conector Tipo-C ha demostrado su valía en la industria gracias a su continua adopción y asociación con numerosas tecnologías, incluidos protocolos de vídeo como DP. Aunque el Tipo-C permite que la especificación DP funcione a pleno rendimiento, los cables DisplayPort estándar siguen siendo muy viables para los usuarios que quieran transmitir señales de vídeo, ya que DP se utiliza ampliamente en muchos dispositivos como televisores, consolas de videojuegos y ordenadores portátiles.
Probar los cables para garantizar el cumplimiento y la seguridad
Para aprovechar las funciones avanzadas del Tipo-C, es importante asegurarse de que los cables se montan correctamente y con seguridad. Hay varios factores que pueden impedir que el cable funcione conforme a la norma; cualquier cosa, desde clavijas o hilos desalineados hasta una mala calidad de la señal, puede causar problemas funcionales para USB y Alt Mode para el protocolo DisplayPort. El Comprobador de Cables Avanzado v2 de Total Phase facilita la comprobación de que todos los aspectos del cable, incluida la continuidad de las patillas, la resistencia de CC, el marcador E y la integridad de la señal, cumplen la norma. Para comprobar que todas las clavijas, incluidas las SuperSpeed, están correctamente alineadas y no tienen cortocircuitos, roturas o enrutamientos, el Comprobador de Cables Avanzado v2 proporciona una visión completa de cada clavija con una visualización dinámica de los resultados para facilitar la resolución de problemas. Las pruebas de integridad de la señal permiten medir la calidad de la señal en los pares HighSpeed y SuperSpeed hasta 12,8 Gbit/s por canal para garantizar que el cable puede manejar el ancho de banda adecuado según la especificación.
Aunque muchos fabricantes pasan por programas de conformidad para mantenerse al día con las últimas especificaciones y certificaciones USB y VESA, éste no es el único obstáculo que hay que superar para evitar que los cables malos acaben en manos de los consumidores. Las pruebas de calidad que van más allá de la certificación son esenciales para la producción en serie. Sin embargo, ni siquiera los métodos habituales de control de calidad, como el control estadístico de procesos y las pruebas funcionales, son infalibles. Con el Comprobador de Cables Avanzado v2 de Total Phase, los fabricantes pueden probar de forma rápida y rentable cables USB, Apple Lightning, HDMI y DisplayPort sin temor a pasar por alto ciertos criterios necesarios para cumplir las especificaciones de los cables.
