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USB工作原理及发展历程

USB工作原理及发展历程

作者:手机连接器    来源:USB3.0连接器    发布时间:2018-08-29 11:08    浏览量:

USB工作原理及发展历程

USB是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯,USB接口即插即用和热插拔功能,接口可连接127种外设,如鼠标和键盘等。USB是在1994年底由英特尔等多家公司联合在1996年推出后,已成功替代串口和并口,已成为当今电脑与大量智能设备的必配接口。

USB发展历程

USB 1.0

USB 1.0是在1996年出现的,速度只有1.5Mb/s,1998年升级为USB 1.1,速度也大大提升到12Mb/s,在部分旧设备上还能看到这种标准的接口。USB1.1是较为普遍的USB规范,其高速方式的传输速率为12Mbps,低速方式的传输速率为1.5Mbps,b/s 一般表示位传输速度,bps 表示位传输速率,数值上相等。B/s与b/s,BPS与bps不能混淆。

USB 2.0

USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的,传输速率达到了480Mbps,折算为MB为60MB/s,足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”定义了一个与USB 1.1相兼容的架构,可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说,所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题,而且像USB 线、插头等等附件也都可以直接使用。

对于工程师来说,开发USB2.0 接口产品主要障碍在于:要面对复杂的USB2.0协议、自己编写USB设备的驱动程序、熟悉单片机的编程。这不仅要求有相当的VC编程经验、还能够编写 USB接口的硬件程序,所以大多数人放弃了自己开发USB产品。

USB 3.0

由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0Promoter Group,该组织负责制定的新一代USB 3.0标准。USB 3.0的理论速度为5.0Gb/s,其实只能达到理论值的5成,那也是接近于USB 2.0的10倍了。USB3.0的物理层采用8b/10b编码方式,这样算下来的理论速度也就4Gb/s,实际速度还要扣除协议开销,在4Gb/s基础上要再少点。可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。

USB 3.0在实际设备应用中将被称为“USB SuperSpeed”,顺应此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。

下一代的type-c USB接口,可支持正反两面插,并且传输数据信号强,但目前生产商有限。

USB 3.1

USB 3.1规范在2013年发布,分为Gen 1和Gen 2两个版本。实际上Gen 1版本只是USB 3.0的一个马甲(理论最高仍然是5Gbps,并无改变),但仍有type-c的USB 3.1 Gen 1销售,也就相当于USB 3.0 type-c。USB 3.1仍保留了Type-A版本。USB 3.1有很大改变,不仅Gen 2版本可以提供两倍于 USB 3.0 的传输速度,而且同时发布的type-c接口使用了防呆设计,支持正、反插,但USB 3.1不向下支持,需要使用转接头。

2013年12月,USB 3.0推广团队已经公布了下一代 USB Type-C 连接器的渲染图,随后在2014年8月开始已经准备好进行大规模量产。新版接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度以及更强悍的电力传输。Type-C双面可插接口最大的特点是支持USB接口双面插入,正式解决了“USB永远插不准”的世界性难题,正反面随便插,同时与它配套使用的USB数据线也必须更细和更轻便。

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