Как работает юсб от айфон

Сведения о кабеле Apple USB-C/Lightning

Кабель USB-C/Lightning позволяет заряжать и синхронизировать наушники AirPods и AirPods Pro, устройства iPhone, iPad и iPod touch, а также заряжать пульт Siri Remote и др.

Вот для чего можно использовать кабель USB-C/Lightning:

• Зарядка наушников AirPods и AirPods Pro, а также устройств iPhone, iPad и iPod touch, когда кабель подключен к порту USB-C.
• Некоторые модели iPhone поддерживают быструю зарядку при подключении к определенным адаптерам питания USB-C с помощью кабеля Apple USB-C/Lightning.
• Синхронизация iPhone, iPad или iPod touch или импорт фотографий при подключении к порту USB-C компьютера Mac или компьютера с ОС Windows.
• Зарядка пульта Siri Remote при подключении к порту USB-C на компьютере Mac, компьютере с ОС Windows или к адаптеру питания USB-C.
• Зарядка аксессуаров Apple, таких как Magic Mouse, Magic Keyboard или Magic Trackpad.
• Использование iPhone или iPad в режиме модема при подключении через кабель USB-C — Lightning.

Порт USB-C на Apple TV HD не поддерживает зарядку, поэтому его нельзя использовать для зарядки пульта Siri Remote. Возможно, устройства iOS не получится зарядить с помощью адаптеров питания USB-C сторонних производителей (не Apple).

Информация о продуктах, произведенных не компанией Apple, или о независимых веб-сайтах, неподконтрольных и не тестируемых компанией Apple, не носит рекомендательного или одобрительного характера. Компания Apple не несет никакой ответственности за выбор, функциональность и использование веб-сайтов или продукции сторонних производителей. Компания Apple также не несет ответственности за точность или достоверность данных, размещенных на веб-сайтах сторонних производителей. Обратитесь к поставщику за дополнительной информацией.

Источник

Зачем новому iPhone нужен USB-C?

В середине 2017 года в сети было предостаточно слухов по поводу перехода Apple на USB Type-C в новых iPhone. Но на традиционной сентябрьской презентации компании чуда не случилось, и мы получили привычный Lightning.

Тогда я вздохнул с облегчением, ведь не до конца понимал, что собой в принципе представляет USB-C. Но с началом работы на MacBook Pro 2017 года осознал, как же сильно все-таки ошибался.

USB Type-C — будущее проводного подключения. Надеюсь, недалекое. Но заменит ли Apple Lightning на «C»?!

Переход на USB-C в MacBook на 100% верное решение

USB-A выглядит приветом из позапрошлого века даже при визуальном сравнении с USB-C, а с технической стороны превосходит распространенного предшественника на голову или даже две.

Во-первых, Type-C банально меньше по физическим габаритам и его можно вставлять в разъем любой стороной.

Этим он очень сильно напоминает Lightning, который пусть и меньше, но только в ширину.

По толщине оба интерфейса практически не отличаются, и USB-С даже выглядит надежнее.

Во-вторых, «C» выделяется универсальностью — если отбросить некоторые нюансы, все устройства с подобным интерфейсом можно подключать друг к другу вообще без каких-либо проблем.

Например, с покупкой комплекта кабелей Type-C для всей возможной техники в своем обиходе я попросту выдохнул.

Например, теперь я могу подключить к любому из 4-х выходов своего MacBook Pro кабель любого предназначения — для зарядки ноутбука, для подключения большого внешнего монитора, отдельный винчестер для резервного копирования всех своих данных, iPhone или iPad для зарядки и синхронизации, фотоаппарат и так далее.

Но что с «отверстием» в iPhone?

Какое прошлое у интерфейса iPhone и что в будущем

Период 30-pin. Сначала Apple устанавливала в iPhone проприетарный 30-пиновый разъем, который перекочевал сюда из iPod.

Это было здравой идеей, ведь для плееров компании уже было создано большое число различных аксессуаров, которые подходили и к iPhone.

Сам я тогда особенно сильно любил различные музыкальные «приблуды», в которые можно было установить сначала iPod, а уже потом и смартфон Apple.

Но сам интерфейс был достаточно странным. С помощью него компания хотела оградить свои устройства от некачественных аксессуаров, что в итоге сделать так и не удалось, но вот удобства в нем не было от слова «совсем».

Скачок к Lightning. Переход на новый 8-пиновый интерфейс в iPhone 5 был относительно сложным — особенно для пользователей.

Конечно, новый стандарт нравился всем заметно больше старого, но менять весь парк своих аксессуаров (особенно все ту же дорогущую аудиотехнику с поддержкой установки iPhone) было достаточно накладно.

Но в итоге Lightning зашел, что в не последнюю очередь стало реальностью благодаря поддержке вывода максимально качественного звука и возможности «засунуть» такой шнурок в гнездо любой стороной.

И сегодня к Lightning не так много претензий. Главная — фирменные кабели с таким интерфейсом стоят недешево из-за необходимости их сертификации по программе MFi (о ней мы сегодня еще поговорим) и ее же требований по качеству. Ну, и универсальность…

Переход на Lightning — USB-C. До недавнего времени многие из нас даже не задумывались, что на втором конце кабеля для зарядки и синхронизации iPhone может быть не большой и уродливый Type-A.

Тем не менее, уже сегодня я активно пользуюсь кабелем Lightning — USB-C вместе со своим смартфоном и радуюсь жизни — он миниатюрный и вставляется в мой компьютер без каких-то переходников — идеально.

И мне, конечно, очень нравится, что я могу подключать его к ноутбуку любой стороной, не заморачиваясь с тем, правильно это или нет. Это экономит секунды времени и куда больше нервов. Я уже не говорю о возможности быстрой зарядки с его помощью.

Надеюсь, Apple скоро будет класть в комплект с новыми iPhone именно Lightning — USB-C. Но и он не идеален.

Будущее за USB-C — USB-C. Именно такой кабель, который уже лежит в комплекте с новыми MacBook, нравится мне больше всего.

С ним вам абсолютно все равно, какой стороной вы засовываете его в зарядку или еще куда-то — это вообще не имеет значения.

Единственный вопрос, который у меня в данном случае возникает — универсальность. Apple сделала мобильные устройства максимально закрытыми (поэтому безопасными), и поддержки подключения к ним буквально всего подряд ждать определенно не стоит.

Вот только сегодня USB-C — USB-C в комплекте с мобильными устройствами Apple — фантастика.

Далекое будущее без разъемов. Когда мы обсуждали удобство USB-C и необходимость замены Lightning на него в грядущих iPhone в редакции, пришли к интересному выводу.

Конечно, в недалекой перспективе подобный исход событий видится нам даже более чем интересным. А что будет не «завтра», а «послезавтра»?

Уверен, в итоге мы должны прийти к будущему без проводов. И с началом поддержки беспроводной зарядки по стандарту Qi Apple сделала первый шаг в этом направлении.

По большому счету, сегодня нас ограничивает лишь необходимость наполнения аккумулятора, которая держит всех в стороне от светлого будущего. Но это уже тема для отдельного размышления.

Почему Apple не спешит переходить на «C» в iPhone

Действительно, почему компания не стандартизирует все устройства, которые сама же выпускает? Все дело в MFi.

MFi — программа сертификаций аксессуаров, которые предназначены для iPhone и iPad. Чтобы выпускать их, компании должны получить лицензию, которая далеко не бесплатная. Ну, и качество должно быть на максимальном уровне.

Получается, с помощью MFi, к которой в первую очередь привязаны аксессуары, подключаемые к Lightning, Apple держит на коротком поводке как производителей, так и пользователей.

С переходом на USB-C Apple лишится средств для контроля, так как этот стандарт считается общепринятым и может использоваться абсолютно всеми без ограничений.

Думаю, именно это — главная причина, почему компания до сих пор не ставит «C» в iPhone и iPad. И это грустно.

Источник

Как устроен Apple Lightning

Это моя маленькая статья с описанием (почти) всего, что я знаю об интерфейсе Apple Lightning и связанных с ним технологиях: Tristar, Hydra, HiFive, SDQ, IDBUS и др. Но сначала маленькое предупреждение…

Читайте эту статью на свой страх и риск! Информация основана на большом количестве внутренних материалов AppleInternal (утечка данных, схем, исходных кодов), которые я прочёл по диагонали. И, конечно, на моих собственных исследованиях. Должен предупредить, что я никогда раньше не проводил подобных исследований. Таким образом, эта статья может использовать неправильные или просто странные термины и оказаться частично или полностью неправильной!

Прежде чем углубиться, давайте кратко разберёмся в терминах:

Что такое Lightning?

Lightning — это цифровой интерфейс, используемый в большинстве устройств Apple iOS с конца 2012 года. Он заменил старый 30-контактный разъём.

На картинке выше гнездо разъёма, а на картинке ниже его распиновка:

Пожалуйста, обратите внимание, что в разъёме контакты с обеих сторон коннектора не соединены в одном и том же порядке. Таким образом, хост-устройство должно определить ориентацию кабеля, прежде чем что-то делать.

Хотя это не всегда так. У многих аксессуаров Lightning, которые мне попадались, в разъёмах зеркальная распиновка.

Что такое Tristar и Hydra?

Tristar — это интегральная схема, встроенная в каждое устройство с гнездом разъёма Lightning. По сути, это мультиплексор:

Кроме всего прочего, его основная цель состоит в том, чтобы соединяться со штекерным разъёмом Lightning, как только он подключён — определять ориентацию, Accessory ID и надлежащим образом маршрутизировать внутренние интерфейсы, такие как USB, UART и SWD.

Hydra — это новый вариант Tristar, используемый начиная с iPhone 8/X. Видимо, наиболее существенным изменением является поддержка беспроводной зарядки, но это ещё предстоит проверить:

Мне известны пять основных вариантов Tristar/Hydra:

• TI THS7383 — Tristar первого поколения в iPad mini 1 и iPad 4
• NXP CBTL1608A1 — Tristar первого поколения в iPhone 5 и iPod touch 5
• NXP CBTL1609A1 — таинственный Tristar первого поколения в iPod nano 7 — источник
• NXP CBTL1610Ax — TriStar второго поколения, используется начиная с iPhone 5C/5S и, по-видимому, во всём остальном, что не поддерживает беспроводную зарядку. Существует несколько поколений (x — номер поколения)
• NXP CBTL1612Ax — Hydra используется с iPhone 8/X и, видимо, во всём остальном, что поддерживает беспроводную зарядку. Существует несколько поколений (x — номер поколения)

С этого момента я буду использовать только термин TriStar, но имейте в виду, что он также означает Hydra, поскольку они очень похожи в большинстве аспектов, которые будут рассмотрены в этом тексте.

Что такое HiFive?

HiFive — это дочерний интерфейс Lightning, то есть штекерный разъём. Он также содержит логический элемент — этот чип известен как SN2025/BQ2025.

Что такое SDQ и IDBUS?

Эти два термина часто считают своего рода синонимами. Для удобства я буду использовать только термин IDBUS, так как он кажется мне более правильным (и именно так технология называется в спецификации THS7383).

Итак, IDBUS — это цифровой протокол, используемый для коммуникации между Tristar и HiFive. Очень похож на протокол Onewire.

Теперь можем начать

Давайте прослушаем коммуникации Tristar и HiFive. Возьмите логический анализатор, переходную плату Lightning с соединением для гнезда и штекерного разъёма, какой-нибудь аксессуар (обычный кабель Lightning-to-USB отлично подойдёт) и, конечно, какое-нибудь устройство с портом Lightning.

Сначала подключите каналы логического анализатора к обеим линиям ID переходной платы (контакты 4 и 8) и подключите плату к устройству, но пока не подключайте аксессуар:

Сразу после этого начните выборку (подойдёт любая частота от 2 МГц и выше). Вы увидите что-то вроде этого:

Как видете, Tristar опрашивает каждую линию ID по очереди — одну за другой. Но поскольку мы не подключили никакого аксессуара, опрос явно провалился. В какой-то момент устройство устанет от этого бесконечного потока отказов и остановит его. А пока давайте разберёмся, что именно происходит во время опроса:

Сначала мы видим длинный интервал (около 1,1 миллисекунды), когда просто уровень высокий, но больше ничего не происходит:

Видимо, это время используется для зарядки внутреннего конденсатора HiFive — энергия от него будет затем использоваться для питания внутренних логических чипов.

Гораздо интереснее то, что происходит потом:

Очевидно, это поток каких-то данных. Но как его интерпретировать? Как расшифровать? Давайте виртуально разделим его на минимальные значимые части — то, что я называю словами:

По сути слово — это сочетание падения-подъёма-падения:

• Содержательный этап — интервал, который определяет значение слова
• Этап восстановления — интервал, который, видимо, требуется для обработки содержательной стадии на стороне получателя и/или для подготовки следующего слова на стадии отправки

Вот таблица известных слов с их интервалами для обоих этапов, которые мы обсуждали выше (все единицы измерения в микросекундах):

Содержание			Восстановление
Слово	Min	Typ	Max	Min	Typ
BREAK	12	14	16	2.5	4.5
WAKE	22	24	27	1100?
ZERO	6	7	8	3
ONE	1	1.7	2.5	8.5
ZERO и STOP*	6	7	8	16
ONE и STOP*	1	1.7	2.5	21

* STOP используется, когда это последний бит в байте

Используя приведённую выше таблицу теперь мы можем построить простой декодер протокола:

Как видите, сначала хост посылает BREAK — когда Tristar хочет отправить новый запрос, хост всегда начинает с этого слова. Затем наступает этап передачи данных. Пожалуйста, обратите внимание, что у последнего (8-го) бита в байте более длительный этап восстановления. Когда этап передачи данных заканчивается, хост отправляет ещё один BREAK. Затем дочернее устройство должно отправить ответ (после задержки не менее 2,5 микросекунд — см. таблицу). Tristar будет ждать ответа около 2,2 мс. Если ответ не выдан в этот промежуток времени, Tristar попытается опросить другую линию ID.

Теперь давайте рассмотрим этап данных на примере выше — 0x74 0x00 0x02 0x1f :

• 0x74 — тип запроса/ответа. Всегда чётный для запроса и нечётный для ответа (тип запроса +1)
• 0x00 0x02 — фактические данные. Может быть пустым
• 0x1f — это CRC8 как байта типа запроса, так и всех данных (полином — 0x31, начальное значение — 0xff)

Давайте подключим к нашей установке какой-нибудь аксессуар и посмотрим, что произойдёт. Я буду использовать оригинальный кабель Lightning-to-USB от Apple:

И вот что появляется на IDBUS после запроса 0x74:

HiFive ответил! И если вы прокрутите дальше, то увидите много других пар запрос/ответ:

Некоторые запросы не нуждаются в ответе:

Интерпретация запросов и ответов IDBUS

Самый важный запрос IDBUS — это 0x74, он используется для двух целей: чтобы приказать HiFive включить полное напряжение и силу тока (в случае, если оно поддерживается аксессуаром), спросить его о конфигурации контактов, которые поддерживаются кабелем, и некоторых других метаданных.

О том, как кодируются данные ответа 0x75, известно не так уж много. Но некоторые биты доступны в старой спецификации Tristar:

Первый байт данных ответа 0x75

7	6	5	4	3	2	1	0
ACCx		Dx		DATA[43:40]

ACCx[1:0]	ACC1	ACC2	HOST_RESET
00	Hi-Z (IDBUS)	Hi-Z	Hi-Z
01	UART1_RX	UART1_TX	Hi-Z
10	JTAG_DIO	JTAG_CLK	Hi-Z
11	Hi-Z	Hi-Z	HIGH

ACCx[1:0]	ACC1	ACC2	HOST_RESET
00	Hi-Z	Hi-Z (IDBUS)	Hi-Z
01	UART1_RX	UART1_TX	Hi-Z
10	JTAG_DIO	JTAG_CLK	Hi-Z
11	Hi-Z	Hi-Z	HIGH

Dx[1:0]	DP1	DN1	DP2	DN2
00	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z
01	USB0_DP	USB0_DN	Hi-Z	Hi-Z
10	USB0_DP	USB0_DN	UART1_TX	UART1_RX
11	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z

Dx[1:0]	DP1	DN1	DP2	DN2
00	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z
01	Hi-Z	Hi-Z	USB0_DP	USB0_DN
10	USB0_DP	USB0_DN	UART1_TX	UART1_RX
11	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z	Hi-Z

Используя эти таблицы, давайте расшифруем ID нашего кабеля ( 10 0C 00 00 00 00 ) с учётом того, что линия ID найдена на контакте ID0:

Первый байт ответа 0x75 кабеля

7	6	5	4	3	2	1	0
ACCx		Dx		DATA[43:40]
0	0	0	1	0	0	0	0

Таким образом, ACCx — это 00, Это означает, что пин ID0 просто привязан к IDBUS, а Dx = 01 означает, что пины DP1/DN1 настроены как USB0_DP/USB0_DN. Именно то, что мы ожидали от стандартного USB-кабеля.

А теперь давайте перехватим что-нибудь поинтереснее:

Аксессуар	ID (HOSTID = 1)
DCSD	20 00 00 00 00 00
KongSWD (без работающего Astris)	20 02 00 00 00 00
KongSWD (с работающим Astris)	A0 00 00 00 00 00
KanziSWD (без работающего Astris)	20 0E 00 00 00 00
KanziSWD (с работающим Astris)	A0 0C 00 00 00 00
Haywire (HDMI)	0B F0 00 00 00 00
Зарядка UART	20 00 10 00 00 00
Lightning на 3,5 мм/EarPods с Lightning	04 F1 00 00 00 00

Вот полный (?) список запросов IDBUS от @spbdimka:

Совет №1: вы можете легко получить свойства аксессуара, включая его идентификатор, используя accctl:

Это внутренняя утилита Apple, поставляемая со сборками NonUI/InternalUI. Но вы можете легко запустить её на любом устройстве после джейлбрейка.

Совет №2: вы можете легко получить конфигурацию контактов кабеля с помощью diags:

Обратите внимание, что эта команда доступна только на iOS 7+.

Совет №3: вы можете легко отслеживать запросы/ответы 0x74/0x75, генерируемые SWD-пробами, установив debug env var, равное 3:

Затем на виртуальном COM от кабеля вы увидите что-то вроде этого:

HOSTID

В одной из таблиц выше можно увидеть упоминание некоего HOSTID. Это 16-битное значение, передаваемое в запросе 0x74. Похоже, что оно также влияет на ответ HiFive. По крайней мере, если установить для него недопустимое значение (да, это возможно с diags), HiFive перестаёт с ним работать:

Впрочем, в прошивке KongSWD/KanziSWD есть переменная окружения disableIdCheck, которую вы можете настроить так, чтобы игнорировать недопустимый HOSTID.

Важное примечание: У Kong и Kanzi нет HiFive в качестве выделенного непрограммируемого чипа. Эти аксессуары эмулируют его с помощью микроконтроллера и/или блока FPGA, что позволяет его легко обновлять/перепрограммировать.

В таблице Accessory ID выше можно заметить, что Kong и Kanzi посылают разные ответы в зависимости от того, запускается или нет Astris, это программное обеспечение AppleInternal, предназначенное для отладки с помощью SWD-проб (или зондов). Если вы расшифруете эти ответы с помощью приведённых выше таблиц, то обнаружите, что когда Astris не запускается, зонд будет действовать точно так же, как DCSD — USB на линиях D1 и debug UART на линиях D2. Но когда отладочное программное обеспечение работает, линии ACCID переключаются на SWD.

Но что, если мы хотим запустить Astris после того, как зонд уже подключён к устройству? Что будет делать кабель? Как он будет переключаться между линиями ACC на SWD? Вот тут-то WAKE и вступает в игру! HiFive (или устройство, которое его эмулирует) может инициировать WAKE — и процесс перечисления IDBUS начнётся снова: Tristar отправит запрос 0x74, Kong/Kanzi ответит новым идентификатором, Tristar подтвердит его и направит линии ACC на внутренние линии SWD (SoC должен это поддерживать на физическом уровне, конечно).

Рукопожатия питания

Последнее, что я собираюсь рассмотреть — рукопожатия питания (power handshakes). Это алгоритм, основанный на запросах/ответах IDBUS, которые драйверы ядра Tristar используют перед тем, как разрешить зарядку от аксессуара.

Когда кабель Lightning просто где-то лежит, подключённый к зарядному устройству/компьютеру, но не подключённый к устройству, HiFive ограничивает ток на PWR действительно небольшим значением (около 10-15 мА по моим измерениям). Чтобы включить полный ток, запрос 0x74 должен быть выдан Tristar и обработан HiFive. Для SecureROM/iBoot этого достаточно, но при загрузке ядра необходимо сделать дополнительные шаги:

1. TriStar выдаёт два запроса 0x70
2. Как только второй запрос обработан HiFive и отправлен ответ, он вообще отключает ток примерно на 20 миллисекунд
3. По истечении этого времени Tristar выдаёт ещё один запрос 0x70, но с содержанием 0x80 в данных. HiFive обрабатывает его и отвечает
4. На этом этапе драйвер ядра, ответственный за Tristar, должен разрешить зарядку

Важное замечание: это та часть, которую я знаю меньше всего. И это одна из тех частей, которые я в основном сам отреверсил. Таким образом, будьте осторожны с этой информацией

Несколько слов об ESN и интерфейсе Tristar I2C

Ещё одна особенность Tristar, о которой я хотел бы рассказать, — ESN. Это маленький блоб, который Tristar хранит в своём EEPROM (на CBTL1610A2 и более поздних версиях). Его можно получить по IDBUS с помощью кабеля Serial Number Reader (или Kanzi, они в основном одинаковые, за исключением разных USB-PID и немного отличающихся корпусов)

Проще говоря, отправив этот блоб на ttrs.apple.com, вы можете получить серийный номер устройства. Этот механизм используется сотрудниками Apple Store/Apple Premium Reseller для извлечения SN с мёртвых устройств (если Tristar ещё жив):

Что происходит на IDBUS при получении ESN, задокументировал @spbdimka:

Подготовка

Процедура «прошивки» ESN на Tristar называется подготовка (provisioning). Она происходит с диагностикой на стороне устройства, через EzLink на принимающей стороне в три этапа.

Вы можете проверить состояние с помощью diags:

… а также получить ESN:

Кстати, у diags вообще богатый набор команд Tristar (доступен, начиная с iOS 7):

Tristar I2C

Tristar доступен на шине I2C (адрес 0x34 для записи, 0x35 для чтения). Именно так diag и драйверы ядра с ним взаимодействуют.

О реестрах публично известно не так уж много. Много информации о самой карте регистра можно получить из утёкшего исходного кода iBoot (только для THS7383 — кажется, обратно совместимого с CBTL1608 — и CBTL1610), но не так много о том, что нужно туда записать, чтобы добиться каких-то интересных результатов.

Ещё одним источником знаний является модуль Tristar из diags (легко извлекаемый через SWD во время его работы). Например, мне удалось отреверсить алгоритмы чтения состояния подготовки и ESN. Затем я реализовал это как дополнение к моей нагрузке для iBoot под названием Lina:

Я также попытался изменить алгоритм записи ESN, но потерпел неудачу — механизм слишком сложный для меня. Однако фрагменты кода от Lina доступны здесь.

Электрические характеристики Tristar

Сам Tristar питается от источника 1,8 В. Линии для IDBUS устойчивы к 3,0 В, согласно моему осциллографу:

Таким образом, без схемы сдвига уровня лучше не пытаться взаимодействовать с IDBUS с помощью устройств, устойчивых к 5 В, как некоторые модели Arduino.

Источник