USB各类接口尺寸及其封装

EDA365 2019-03-24 21:29

文章整理自EDA365D电子论坛

<FPGA|CPLD论坛>

USB全称Universal Serial Bus(通用串行总线),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。是应用在PC领域的接口技术。

USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。

今天我们一起看看USB2.0USB3.0和即将到来的USB4.0有什么区别!


1

USB 2.0

接口分为四种类型A型、B型、Mini型还有后来补充的Micro型接口,每种接口都分插头和插座两个部分,Micro还有比较特殊的AB兼容型。


A型USB插头(plug)和 A型USB插座(receptacle)01

引脚顺序(左侧为Plug,右侧为Receptacle):

引脚定义:

封装尺寸(单PIN Receptacle):


B型USB插头(plug)和B型USB插座(receptacle)02

引脚顺序(左侧为Plug,右侧为Receptacle,注意箭头所指斜口向上,USB端口朝向自己):

引脚定义、封装尺寸均与A型USB引脚说明相同。

封装尺寸(单PIN Receptacle):


Mini B型USB插头(plug)和Mini B型USB插座(receptacle)03

引脚顺序(左侧为Plug,右侧为Receptacle,注意宽边在上,USB端口朝向自己):


引脚定义: 

封装尺寸(Receptacle):

以上部分为USB 2.0规范内容,下面的Micro USB实际上是在2006年才发布的补充规范,由于该接口定义无法后向支持USB 3.0协议,故仍然归于USB 2.0协议包。


Micro USB插头和插座04

Micro USB补充定义用于蜂窝电话和便携设备的Micro USB接口,比Mini USB接口更小。其中标准A型和标准B型及Mini-B型都是在USB 2.0规范里定义,2006补充的Micro USB规范定义了,补充了以下定义:

Micro-B plug and receptacle

Micro-AB receptacle

Micro-A plug

由于该协议文档极不清晰,相关插图也是采用贴图形式,所以不再抓图介绍,只放两个实物照片上来看一下(图片来源:USB MOBILE):

引脚顺序:

Micro-USB(右图)从左到右:1、2、3、4、5,引脚定义同Mini-USB:1为V+、2为D-、3为D+、4为ID、5为GND。


2

USB 3.0

USB3.0 —— 也被认为是SuperSpeedUSB,为那些与PC或音频/高频设备相连接的各种设备提供了一个标准接口。

USB 3.0在保持与USB 2.0的兼容性的同时,还提供了下面的几项增强功能:

● 极大提高了带宽——高达5Gbps全双工(USB2.0则为480Mbps半双工);

● 实现了更好的电源管理;

● 能够使主机为器件提供更多的功率,从而实现USB——充电电池、LED照明和迷你风扇等应用;

● 能够使主机更快地识别器件;

● 新的协议使得数据处理的效率更高。

USB3.0可以在存储器件所限定的存储速率下传输大容量文件(如HD电影)。例如,一个采用USB3.0的闪存驱动器可以在15秒钟将1GB的数据转移到一个主机,而USB 2.0则需要43秒。

USB 3.0之所以有“超速”的表现,完全得益于技术的改进。相比USB 2.0接口,USB 3.0增加了更多并行模式的物理总线。

USB 3.0利用了双向数据传输模式,而不再是USB 2.0时代的半双工模式。简单说,数据只需要朝一个方向流动就可以了,简化了等待引起的时间消耗。

USB 3.1是最新的USB规范,该规范由英特尔等大公司发起。与现有的USB技术相比,新USB技术使用一个更高效的数据编码系统,并提供一倍以上的有效数据吞吐率(USB IF协会)。它完全向下兼容现有的USB连接器与线缆。

USB 3.1兼容现有的USB3.0软件堆栈和设备协议、5Gbps的集线器与设备、USB 2.0产品。

usb3.1并不像2.0、3.0那样是实际的接口,usb3.1是一个规范、标准,包括两种generation(usb3.1 gen1,usb3.1 gen2)

在最新的USB 3.1标准中,有三种接口样式,一个是Type-A(即Standard-A,传统计算机上最常见的USB接口样式),一个是Type-B(既Micro-B,目前主流Android智能手机使用的接口样式),另外一个就是Type-C(比较新的设计接口样式)。


3

USB 4.0

USB作为现在数据传输上的标准协议,随着数据量的上升,网络传输速率的大增,也面临着些许焦虑。有消息称USB-IF标准组织连发“弹幕”,透露了USB 4(USB 4.0)将在今年晚些时候发布。

USB协议从3.1到4.0,传输速率提升4倍。

目前电子设备数据传输一般基于USB 3.1标准,只从传输速率上来看,USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)的最大传输速率为5Gbps(500MB/s),USB 3.1 Gen2的最大传输速率为10Gbps。

根据USB Promoter Group在2019年2月公布的信息来看,USB 4.0的最大传输速率为40Gbps,相较于USB 3.1翻了4倍。

相较而言,在USB 3.2普及之前,更高效的USB 4.0也再次被提上日程。而关于USB 4.0的关键特性,USB-IF具体给出以下三点特性:

●采用双通道USB Type-C标准,传输速率高达40Gbps;

●支持多个数据和显示协议,以便在总线上有效共享可用带宽;

●向下兼容USB 3.2、USB 2.0和Thunderbolt 3。


针对USB 4.0相关消息来看,关键一点在于将融合英特尔的雷电(Thunderbolt)技术。

而关于完整USB 4.0规范的的推出时间,USB-IF表示,将会在今年下半年推出,预计在制造商开始生产设备之前还需要一年半的时间。


EDA365 EDA365网站官方公众号,定期分享热门技术,行业新闻,培训课程,线下活动以及高端职位推荐。
评论
热门推荐
相关推荐
我要评论
0
2
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦