USB各版本基礎(chǔ)介紹

2023-08-28 19:27:19 來源：面包芯語

1 USB簡介

USB（Universal Seiral Bus，通用串行總線）是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛地應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴(kuò)展至攝影器材、數(shù)字電視（機(jī)頂盒）、游戲機(jī)等其它相關(guān)領(lǐng)域。

USB標(biāo)志及海神

【資料圖】

1.3 USB歷史

USB接口由 Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern Telecom 等計(jì)算機(jī)公司和通信公司于1995年聯(lián)合制定，經(jīng)過近30年的發(fā)展，逐漸形成了現(xiàn)在的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

USB已經(jīng)迭代了USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.x幾個(gè)版本，最終發(fā)展到了現(xiàn)在的USB4；傳輸速率也從最開始的1.5Mbps，大幅提高到了最新的40Gbps！

1.4USB特點(diǎn)

2 USB各版本傳輸標(biāo)準(zhǔn)

USB傳輸標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了USB1.0/USB1.1->USB2.0->USB3.x->USB4.0的演進(jìn)。每個(gè)版本的標(biāo)志、傳輸速率和理論速度如下圖。

USB 2.0 -> USB 2.0 High-Speed

2.1 USB1.0

1996年1月15日推出USB1.0接口規(guī)范不過因?yàn)楫?dāng)時(shí)支持 USB 的周邊裝置少的可憐，所以主機(jī)板商不太把 USB Port 直接設(shè)計(jì)在主機(jī)板上。

2.2 USB1.1

2.3 USB2.0

超高速USB3.0規(guī)范于2008年11月17日于USB-IF組織推出。

提供更高的5.0Gbit/s的超高速傳輸速度，并向下兼容低速1.5Mbits/s、全速12Mbit/s和高速480Mbit/s傳輸速率

對(duì)外提供供電電壓為5V，最大電流900mA

傳輸線纜最大長度3m

增加了新的電源管理功能，支持待機(jī)、睡眠以及暫定模式，更加省電。

新增USB A/V影音傳輸。更適合作為移動(dòng)設(shè)備的輸出接口，尤其是可逆的Type-C。

將供電的最高允許標(biāo)準(zhǔn)提高到了20V/5A，供電100W。

必須使用USB Type-C接口才能達(dá)到10Gbps的速度。

第一代 USB 3.1 改名為 USB 3.2 Gen 1 又稱為第一代 USB 3.2，第二代 USB 3.1 改名為 USB 3.2 Gen 2 又稱為第二代 USB 3.2。就這樣，USB 3.1 也消失在了歷史長河。

新發(fā)布的 USB 3.2 （傳輸速度 20Gbps），叫做 USB 3.2 Gen 2x2 又稱為雙通道第二代 USB 3.2。之所以想出USB 3.2 Gen2x2這樣的名字，大概是因?yàn)樗褂昧薝SB Type-C接口的上下兩端全部pin腳，速度得以翻番。

USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2還各自有一個(gè)市場(chǎng)推廣命名，分別是SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps。

2019 年，USB4 發(fā)布，分為兩個(gè)版本，一個(gè)是 20Gbps，一個(gè)是 40Gbps。物理接口形態(tài)統(tǒng)一使用 USB Type-C 接口。

最大支持 40Gbps 帶寬

物理接口僅有 USB Type-C 一種

支持動(dòng)態(tài)分配帶寬

可選是否支持 Thunderbolt 3，只有這樣才能達(dá)到最大帶寬 40Gbps

需要強(qiáng)制使用 USB-PD 充電協(xié)議

為了保證設(shè)備兼容性，USB所有協(xié)議都向下兼容！這個(gè)特點(diǎn)也是USB能廣泛應(yīng)用的一大原因！

3 USB硬件接口

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：該標(biāo)準(zhǔn)一般適用于個(gè)人電腦PC中，是應(yīng)用于最廣泛的接口標(biāo)準(zhǔn)

USB Type B：一般用于3.5寸移動(dòng)硬盤、以及打印機(jī)、顯示器等連接。

3.2 USB Mini A/B

MiniUSB Type A(左)和Mini USB Type B(右)

微型USB接口，適用于移動(dòng)設(shè)備

Micro USB口是USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)便攜版本，Mini USB的下一代規(guī)格，比早期部分手機(jī)使用的Mini USB接口更小。上一代我們的手機(jī)的充電接口就是Micro USB接口。

USB Type C接口

又稱 USB-C，作為新一代通用接口，集成 USB 數(shù)據(jù)、PD 充電、音視頻顯示輸出等功能，有望成為市場(chǎng)的統(tǒng)一接口。它是隨著 USB 3.1 （這里特指 USB 3.1 Gen2，現(xiàn)名：USB 3.2 Gen 2，下同）標(biāo)準(zhǔn)被提出來的。

USB4 只有 USB Type-C 一種物理接口。在傳輸鏈路上 USB4 分出了不同「隧道」來傳輸數(shù)據(jù)，并且能「動(dòng)態(tài)分配帶寬」，根據(jù)每條「隧道」的實(shí)時(shí)情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整每一部分的帶寬。目前支持：數(shù)據(jù)傳輸（USB 3.2 隧道）、視頻傳輸（DisplayPort 1.4a 隧道）、可選隧道（PCI-E 隧道）三種。

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