一、前言在科技領(lǐng)域近二十年發(fā)展中，usb承擔(dān)著舉足輕重的作用，比如在傳輸數(shù)據(jù)和電量方面，很大程度上影響著我們的生活，加之usb type-c技術(shù)的普及，再一次將usb推上了風(fēng)口浪尖。為此，本文側(cè)重介紹usb基本工作原理、發(fā)展歷程，以及usb3.1與type-c的一些特點(diǎn)，希望對讀者有些幫助。

二、usb工作原理usb是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊，usb接口即插即用和熱插拔功能，接口可連接127種外設(shè)，如鼠標(biāo)和鍵盤等。usb是在1994年底由英特爾等多家公司聯(lián)合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成為當(dāng)今電腦與大量智能設(shè)備的必配接口。

三、usb發(fā)展歷程1、usb 1.0USB 1.0是在1996年出現(xiàn)的，速度只有1.5Mb/s，1998年升級為usb 1.1，速度也大大提升到12Mb/s，在部分舊設(shè)備上還能看到這種標(biāo)準(zhǔn)的接口。usb1.1是較為普遍的usb規(guī)范，其高速方式的傳輸速率為12Mbps，低速方式的傳輸速率為1.5Mbps，b/s 一般表示位傳輸速度，bps 表示位傳輸速率，數(shù)值上相等。B/s與b/s，BPS與bps不能混淆。2、usb2.0規(guī)范是由usb1.1規(guī)范演變而來的，傳輸速率達(dá)到了480Mbps，折算為MB為60MB/s，足以滿足大多數(shù)外設(shè)的速率要求。usb 2.0中的“增強(qiáng)主機(jī)控制器接口”定義了一個(gè)與usb 1.1相兼容的架構(gòu)，可以用usb 2.0的驅(qū)動程序驅(qū)動usb 1.1設(shè)備。也就是說，所有支持usb 1.1的設(shè)備都可以直接在usb 2.0的接口上使用而不必?fù)?dān)心兼容性問題，而且像usb線、插頭等等附件也都可以直接使用。對于工程師來說，開發(fā)usb2.0 接口產(chǎn)品主要障礙在于：要面對復(fù)雜的usb2.0協(xié)議、自己編寫usb設(shè)備的驅(qū)動程序、熟悉單片機(jī)的編程。這不僅要求有相當(dāng)?shù)腣C編程經(jīng)驗(yàn)、還能夠編寫usb接口的硬件程序，所以大多數(shù)人放棄了自己開發(fā)usb產(chǎn)品。3、usb 3.0由Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業(yè)界巨頭組成的usb 3.0Promoter Group，該組織負(fù)責(zé)制定的新一代usb 3.0標(biāo)準(zhǔn)。usb 3.0的理論速度為5.0Gb/s，其實(shí)只能達(dá)到理論值的5成，那也是接近于usb 2.0的10倍了。usb3.0的物理層采用8b/10b編碼方式，這樣算下來的理論速度也就4Gb/s，實(shí)際速度還要扣除協(xié)議開銷，在4Gb/s基礎(chǔ)上要再少點(diǎn)?？蓮V泛用于PC外圍設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品。usb 3.0在實(shí)際設(shè)備應(yīng)用中將被稱為“USB SuperSpeed”，順應(yīng)此前的USB 1.1 FullSpeed和usb 2.0 HighSpeed。下一代的type-c usb接口，可支持正反兩面插，并且傳輸數(shù)據(jù)信號強(qiáng)，但目前生產(chǎn)商有限。4、usb3.1規(guī)范在2013年發(fā)布，分為Gen 1和Gen 2兩個(gè)版本。實(shí)際上Gen 1版本只是usb 3.0的一個(gè)馬甲（理論更高仍然是5Gbps，并無改變），但仍有type-c的usb 3.1 Gen 1銷售，也就相當(dāng)于usb 3.0 type-c。usb 3.1仍保留了type-a版本。usb 3.1有很大改變，不僅Gen 2版本可以提供兩倍于usb 3.0 的傳輸速度，而且同時(shí)發(fā)布的type-c接口使用了防呆設(shè)計(jì)，支持正、反插，但usb 3.1不向下支持，需要使用轉(zhuǎn)接頭。

2013年12月，usb 3.0推廣團(tuán)隊(duì)已經(jīng)公布了下一代usb type-c連接器的渲染圖，隨后在2014年8月開始已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)。新版接口的亮點(diǎn)在于更加纖薄的設(shè)計(jì)、更快的傳輸速度以及更強(qiáng)悍的電力傳輸。type-c雙面可插接口更大的特點(diǎn)是支持usb接口雙面插入，正式解決了“usb永遠(yuǎn)插不準(zhǔn)”的世界性難題，正反面隨便插，同時(shí)與它配套使用的usb數(shù)據(jù)線也必須更細(xì)和更輕便。usb 3.1和usb type-c不是一個(gè)概念有些人一定已經(jīng)注意到了，有時(shí)usb 3.1和usb type-c這兩個(gè)詞在某些場合下是可以互換的，這就導(dǎo)致了許多人對這兩個(gè)概念之間的界限比較模糊。簡單的說，usb 3.1是一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是目前標(biāo)準(zhǔn)的修訂號，這是一項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并不是物理產(chǎn)品。但是usb type-c則是一種新型的連接器，有type-c插頭和type-c插座組成。更重要的是，雖然usb type-c是基于usb 3.1進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是并不意味著使用這種連接方式的設(shè)備支持usb 3.1標(biāo)準(zhǔn)。比如諾基亞N1平板，盡管同樣使用了usb type-c插頭，但是依然還是usb 2.0設(shè)備。同樣的概念也適用于OnePlus 2智能手機(jī)。

與此同時(shí)，對于使用usb 3.0 type-a接口的設(shè)備來說，這種以藍(lán)色為標(biāo)志的接口經(jīng)常出現(xiàn)在筆記本電腦和臺式機(jī)上，卻兼容usb 3.1標(biāo)準(zhǔn)。所以這么做有什么意義呢？為什么有些設(shè)備使用了不兼容usb 3.1標(biāo)準(zhǔn)的usb type-c接口呢？沒錯(cuò)，就是為了方便。總的來說usb type-c具有以下特點(diǎn)：1.更大數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到10Gbit/秒，也是usb 3.1的標(biāo)準(zhǔn)；2.type-c接口插座端的尺寸約為8.3mm×2.5mm纖薄設(shè)計(jì)；3.支持從正反兩面均可插入的“正反插”功能，可承受1萬次反復(fù)插拔；4.配備type-c連接器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格連接線可通過3A電流，同時(shí)還支持超出現(xiàn)有usb供電能力的“USB PD”，可以提供更大100W 的電力。usb type-c將成為usb連接的主導(dǎo)usb type-c插頭和接口可以支持usb 3.1高速連接，可以在顯示端口中傳送4K標(biāo)準(zhǔn)信號、并且承擔(dān)100w的電源，并且這一切都在同一時(shí)間完成，只要滿足所有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)就可以。由于目前來看usb type-c將不會過時(shí)，因此未來將很有可能成為usb連接的主導(dǎo)形式。目前，一些廠商和產(chǎn)品已經(jīng)開始有所行動。比如蘋果的MacBook就是用了type-c單接口設(shè)計(jì)，可以用來充電、傳輸數(shù)據(jù)以及視頻輸出等多個(gè)功能；谷歌的Chromebook Pixel也配備了兩個(gè)usb type-c接口，并且實(shí)現(xiàn)相同的作用。不過，usb type-c的逐漸普及將導(dǎo)致目前大量的現(xiàn)有usb數(shù)據(jù)線纜失去作用，因?yàn)樗鼈儾⒉患嫒輚sb type-c。我們無法將micro usb插入到usb type-c接口中，不過相比于usb type-c帶來的更多優(yōu)勢，淘汰舊有的一批連接標(biāo)準(zhǔn)也是大勢所趨。

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