USBインターフェースの変更の概要

USBインターフェースの変更の概要

中でも最新のUSB4規格（USB4ケーブル、USBC4 To USB Cなど）は現在、Type-Cインターフェースのみをサポートしています。一方、USB4はThunderbolt 3（40Gbpsデータ）、USB、DisplayPort、PCIeなど、複数のインターフェース／プロトコルと互換性があります。5A 100W USB Cケーブルによる電源供給とUSB C 10Gbps（またはUSB 3.1 Gen 2）データ伝送をサポートするという特徴は、今後の普及の基盤となるでしょう。

タイプA/タイプB、ミニA/ミニB、マイクロA/マイクロBの概要

1) タイプAとタイプBの電気的特性
ピン配置にはVBUS（5V）、D-、D+、GNDが含まれます。差動信号伝送を採用しているため、USB 3.0 AオスとUSB 3.1 Type Aの接点設計では、電源接続（VBUS/GNDが長い）が優先され、次にデータライン（D-/D+が短い）が優先されます。
2) Mini-A/Mini-BとMicro-A/Micro-Bの電気特性
Mini USBおよびMicro USB（USB3.1 Micro B TO Aなど）には、VCC（5V）、D-、D+、ID、GNDの5つの接点があります。USB 2.0と比較すると、USB OTG機能をサポートするためにIDラインが追加されています。
3) USB OTGインターフェース（ホストまたはデバイスとして動作可能）
USBはHOST（ホスト）とDEVICE（スレーブ）に分かれています。デバイスによっては、ある時はHOSTとして、ある時はDEVICEとして動作する必要があるかもしれません。USBポートを2つ搭載することでこれを実現できますが、リソースの無駄遣いになります。1つのUSBポートでHOSTとDEVICEの両方の機能を利用できれば、はるかに便利です。そこでUSB OTGが開発されました。
ここで疑問が生じます。USB OTG インターフェースは、ホストとして動作するかデバイスとして動作するかをどのように判断するのでしょうか。OTG 機能には ID 検出ラインが使用されます (ID ラインの高レベルまたは低レベルは、USB ポートがホスト モードまたはデバイス モードのどちらで動作しているかを示します)。
ID = 1: OTG デバイスはスレーブ モードで動作します。
ID = 0: OTG デバイスはホスト モードで動作します。
一般的に、チップに統合された USB コントローラは OTG 機能をサポートし、Mini USB または Micro USB および挿入して使用する ID ラインを備えたその他のインターフェイス用の USB OTG インターフェイス (USB コントローラに接続) を提供します。

Mini USBインターフェース（またはMicro USBインターフェース）が1つしかなく、OTGホストモードを使用する場合は、OTGケーブルが必要です。たとえば、Mini USB用のOTGケーブルを下図に示します。ご覧のとおり、Mini USB OTGケーブルの一端はUSB Aソケットで、もう一端はMini USBプラグです。Mini USBプラグをマシンのMini USB OTGインターフェースに挿入し、接続されたUSBデバイスをもう一端のUSB Aソケットに差し込みます。たとえば、USBフラッシュドライブなどです。USB OTGケーブルはIDラインを下げるため、マシンは外部スレーブデバイス（USBフラッシュドライブなど）に接続するためにホストとして機能する必要があることを認識します。