1 USB简介
USB(Universal Seiral Bus,通用串行总线)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人计算机和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。
USB标志及海神
1.3 USB历史
USB接口由 Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern Telecom 等计算机公司和通信公司于1995年联合制定,经过近30年的发展,逐渐形成了现在的行业标准。
USB已经迭代了USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.x几个版本,最终发展到了现在的USB4;传输速率也从最开始的1.5Mbps,大幅提高到了最新的40Gbps!
1.4 USB特点
USB传输标准经历了USB1.0/USB1.1->USB2.0->USB3.x->USB4.0的演进。每个版本的标志、传输速率和理论速度如下图。
USB 2.0 -> USB 2.0 High-Speed
超高速USB3.0规范于2008年11月17日于USB-IF组织推出。
提供更高的5.0Gbit/s的超高速传输速度,并向下兼容低速1.5Mbits/s、全速12Mbit/s和高速480Mbit/s传输速率
对外提供供电电压为5V,最大电流900mA
传输线缆最大长度3m
增加了新的电源管理功能,支持待机、睡眠以及暂定模式,更加省电。
新增USB A/V影音传输。更适合作为移动设备的输出接口,尤其是可逆的Type-C。
将供电的最高允许标准提高到了20V/5A,供电100W。
必须使用USB Type-C接口才能达到10Gbps的速度。
第一代 USB 3.1 改名为 USB 3.2 Gen 1 又称为第一代 USB 3.2,第二代 USB 3.1 改名为 USB 3.2 Gen 2 又称为第二代 USB 3.2。就这样,USB 3.1 也消失在了历史长河。
新发布的 USB 3.2 (传输速度 20Gbps),叫做 USB 3.2 Gen 2x2 又称为双通道第二代 USB 3.2。之所以想出USB 3.2 Gen2x2这样的名字,大概是因为它使用了USB Type-C接口的上下两端全部pin脚,速度得以翻番。
USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2还各自有一个市场推广命名,分别是SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps。
2019 年,USB4 发布,分为两个版本,一个是 20Gbps,一个是 40Gbps。物理接口形态统一使用 USB Type-C 接口。
最大支持 40Gbps 带宽
物理接口仅有 USB Type-C 一种
支持动态分配带宽
可选是否支持 Thunderbolt 3,只有这样才能达到最大带宽 40Gbps
需要强制使用 USB-PD 充电协议
为了保证设备兼容性,USB所有协议都向下兼容!这个特点也是USB能广泛应用的一大原因!
USB硬件接口版本
3.1 USB Type A/B
USB Type A(左)和USB Type B(右)
USB Type A:该标准一般适用于个人电脑PC中,是应用于最广泛的接口标准
USB Type B:一般用于3.5寸移动硬盘、以及打印机、显示器等连接。
3.2 USB Mini A/B
Mini USB Type A(左)和Mini USB Type B(右)
微型USB接口,适用于移动设备
Micro USB口是USB 2.0标准的一个便携版本,Mini USB的下一代规格,比早期部分手机使用的Mini USB接口更小。上一代我们的手机的充电接口就是Micro USB接口。
USB Type C接口
又称 USB-C,作为新一代通用接口,集成 USB 数据、PD 充电、音视频显示输出等功能,有望成为市场的统一接口。它是随着 USB 3.1 (这里特指 USB 3.1 Gen2,现名:USB 3.2 Gen 2,下同)标准被提出来的。
USB4 只有 USB Type-C 一种物理接口。在传输链路上 USB4 分出了不同「隧道」来传输数据,并且能「动态分配带宽」,根据每条「隧道」的实时情况,动态调整每一部分的带宽。目前支持:数据传输(USB 3.2 隧道)、视频传输(DisplayPort 1.4a 隧道)、可选隧道(PCI-E 隧道)三种。