《電子技術(shù)應(yīng)用》
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小接口背后有大秘密 關(guān)于USB接口你需要知道

2016-12-30
關(guān)鍵詞: 接口 USB 協(xié)議

伴隨著科技的進(jìn)步,電子設(shè)備不斷的更新?lián)Q代,,電子設(shè)備的接口也相應(yīng)地發(fā)生變化,。這其中最典型的要屬USB接口,從早前的USB 1.0,、2.0到如今的USB 3.0和USB 3.1,,不僅接口的形態(tài)發(fā)生了巨大的變化,數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫彩浅杀兜脑鲩L,。這小小的接口背后也藏著不小的秘密,,今天本文就向大家介紹一下這個(gè)我們天天都能看見的USB接口。

核心——仍然是協(xié)議

其實(shí)任何設(shè)備接口無論它的形態(tài)怎么樣,,都和傳輸速度沒有關(guān)系,,一些淘汰的接口被淘汰主要是物理性能不能滿足新技術(shù)要求的指標(biāo),但就接口而言,,它是無法決定傳輸性能的,。比如,我們知道的快充技術(shù),,靠的是處理器SoC集成的電源管理芯片,,它決定充電器是以5V電壓普通充電,還是以9V或12V充電,,這和傳輸接口是沒有多大關(guān)系的,。

USB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)至今已發(fā)展到第三代,USB 1.0是在1996年出現(xiàn)的,,速度只有1.5Mb/s,。1998年升級(jí)為USB 1.1,速度也大大提升到12Mb/s,。而USB 2.0由USB1.1升級(jí)而來,,傳輸速率達(dá)到了480Mbps(60MB/s),滿足大多數(shù)外設(shè)的速率要求,USB 2.0接口的形狀沒有改變,,向下兼容USB1.0/1.1,。我們生活中見到的USB接口目前大多數(shù)都是采用USB 2.0協(xié)議。

而最新的USB 3.0協(xié)議是USB 2.0的升級(jí)版,,也稱為"USB SuperSpeed",,顧名思義,USB 3.0的速度很快,,理論數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到5.0Gb/s,,接近于USB 2.0的10倍。USB 3.0接口向下兼容USB 2.0/1.1/1.0,。而USB 3.1則是最新推出的標(biāo)準(zhǔn),,與USB 3.0技術(shù)相比,USB3.1技術(shù)使用一個(gè)更高效的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng),,傳輸速度再次翻倍,,高達(dá)10.0Gb/s。此外,,它還支持向下兼容現(xiàn)有的USB連接器與線纜,。

接口——A、B,、C輪番上陣

接口與協(xié)議的關(guān)系好比瓶子和酒的關(guān)系,,接口就像是酒瓶,而協(xié)議就是里面的酒,,換句話說,,USB接口只是一種物理接口,采用什么協(xié)議,,只是一種選擇而已。

在USB 2.0時(shí)代,,我們見到比較多的接口就是Micro USB-B接口,,它實(shí)際是USB Type-B接口的一個(gè)微型分支,相比上一代的Mini USB接口,,它的尺寸更小,,更節(jié)省空間,因此被廣泛應(yīng)用在電子設(shè)備上,。在2009年,,國際電聯(lián)ITU-T第五研究組(SG5)全會(huì)通過了充電器和電源適配器的方案,自此后,,Micro USB-B成為了大多數(shù)手機(jī)和電腦的標(biāo)配接口,。此外,不為人所知的USB Type-B,實(shí)際上在打印機(jī)等設(shè)備上非常普遍,。而USB Type-A接口則應(yīng)用在我們常見的U盤上,,我們計(jì)算機(jī)上的USB接口也是Type-A。

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而到了USB 3.0時(shí)代,,在手機(jī)設(shè)備和平板電腦上見到更多的是大名鼎鼎的USB Type-C接口,,也許有人會(huì)好奇,USB Type-A和USB Type-B去哪兒了呢,?對(duì)于USB Type-B而言,,最常見的設(shè)備就是打印機(jī)的接口,這個(gè)和USB 2.0時(shí)代一樣,。而USB Type-B的微型化——Micro USB,,早在USB 3.1標(biāo)準(zhǔn)推出之際,就有廠商推出過Micro USB-B接口的手機(jī),,這個(gè)廠商就是三星,,在三星S5、Note4上應(yīng)用到了USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)的Micro USB-B接口,。此外,,如今的一些移動(dòng)硬盤上用的大多數(shù)也是是Micro USB-B接口。和USB 2.0的Micro USB-B接口不同的是,,3.0時(shí)代的Micro USB-B是兩個(gè)小口,,這在外觀上和上一代有很大的不同。至于USB Type-A,,除了針腳上的變化,,外觀上和2.0時(shí)代的USB Type-A沒有什么特別大的差別。

也就是說,,USB Type-A和USB Type-B是USB協(xié)議上的標(biāo)配接口,,在2.0時(shí)代和3.0時(shí)代都有應(yīng)用,而我們手機(jī)上常見的Micro USB是USB Type-B下的一個(gè)分支,。而最新出來的USB Type-C則是3.1時(shí)代的新產(chǎn)物,,它實(shí)際上也是用戶需求的一個(gè)反應(yīng),體積小、正反雙插,、一口多用讓它受到了前所未有的關(guān)注,,而真正讓USB Type-C大顯威力的是USB 3.1標(biāo)準(zhǔn),可以說USB Type-C是為USB 3.1標(biāo)準(zhǔn)而生的,,支持10Gbps的數(shù)據(jù)傳輸,、100W的功率傳輸(需要PD支持,PowerDelivery),、4通道DisplayPort視頻傳輸,、MHL 3.2音視頻等傳輸規(guī)范,,等未來USB Type-C接口普及時(shí),我們的顯示器,、U盤,、數(shù)據(jù)線、電源等接口完全可以被USB Type-C所統(tǒng)一,,大家再也不被各種各樣的接口弄得頭大,。

飛機(jī)加大炮——雷電3和USB Type-C

上面曾提到,USB 3.1只是一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,,和USB Type-C接口沒什么關(guān)系,,于是由Intel研發(fā)定制、蘋果參與合作的雷電協(xié)議轉(zhuǎn)而開始兼容USB Type-C接口,,這樣一來,,雖然都是USB Type-C接口,但里子卻大為不同,,雷電3協(xié)議不僅能夠?qū)崿F(xiàn)USB 3.1協(xié)議大部分功能,,而且雷電3最高速率有40Gbps,是USB 3.1速率的4倍,,這樣一來外接兩個(gè)5K分辨率顯示器,,兩個(gè)RAID磁盤陣列讀寫數(shù)據(jù)對(duì)于采用雷電3協(xié)議的USB Type-C接口來說,毫不費(fèi)力,。

未來設(shè)備接口發(fā)展的趨勢(shì)

雖然說USB Type-C接口呈現(xiàn)出一副大有可為的形式,,但看衰它的人也有不少,究其原因還是在于兼容性上,,雖然USB Type-C可以采用USB 3.1標(biāo)準(zhǔn),,但并不意味就一定要3.0標(biāo)準(zhǔn),很多廠商考慮到安全性等問題,,仍然采用的是上一代2.0標(biāo)準(zhǔn),,這無疑讓USB Type-C接口的優(yōu)勢(shì)打了折扣,這一點(diǎn)尤其需要消費(fèi)者注意,,在購買設(shè)備的時(shí)候要仔細(xì)甄別,。此外,USB Type-C接口畢竟還是新事物,,對(duì)于現(xiàn)有的一些設(shè)備以及配件兼容上還存在不足,。而正因?yàn)閁SB Type-C接口的開放性和靈活性,,也給它帶來了一些安全方面的問題,,在面對(duì) BadUSB 漏洞時(shí),很容易遭到大范圍的攻擊,。

可以預(yù)見的是,,目前Type-C接口只是在少數(shù)設(shè)備上可以先普及,但對(duì)于一些“約定俗成”的行業(yè),例如打印機(jī),、移動(dòng)硬盤等等設(shè)備上,,Type-C接口可能力不從心。因此,,大一統(tǒng)的接口在一定的時(shí)間內(nèi)我們?nèi)匀豢床坏?,不過至少在我們常用的消費(fèi)設(shè)備上,這種趨勢(shì)是不可避免的,,也是很快就能實(shí)現(xiàn)的,。


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