usb协议深入解读(usb接口协议有哪些)

今天说说USB接口、协议及USB的发展史,为大家科普关于usb标准的基础知识,帮助大家更好好的认识usb标准。

一九九六年,由英特尔、微软、ibm等多家公司联合设计的usb标准问世,键盘、鼠标、智能手机以及打印机等等大多使用usb标准来实现供电和数据传输。

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usb标准已经成为我们数字生活中不可或缺的一部分,但对于usb标准本身,经过了二十多年的发展,其分支与衍生让人眼花缭乱,想搞清它们的区别还是比较困难的。

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usb全称user service,中文译名通用串行总线。

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顾名思义,usb从诞生之初就是为了实现通用这个目的。

在usb诞生之前,键盘、鼠标多使用ps二接口,游戏手柄有专门的game port,打印机和其他外设,也多使用串口与并口连接。

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这些接口各有各的规范,但总有各种各样的缺陷。

比如使用ps/2接口的键盘、鼠标,就必须在电脑开机前插上才能使用,而使用usb标准的设备支持热插拔,可以实现即插即用。

 

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使用game port接口的游戏手柄也只能支持最多四个按键和两个摇杆。而如今的手柄不仅拥有更多的按键,还能拥有诸如掰肌腱和拨片这样的功能,这是当时的game port接口很难做到的。

 

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usb还能很方便地使用usb hub进行拓展,实现一分多接口。

 

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usb接口,传输速度快、使用方便、连接灵活。且usb标准本身是不需要授权费的,所以很快就取代了其他同类标准。

 

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现在的电脑已经几乎看不见这些旧接口的踪影,拥有usb接口就能满足连接绝大多数设备的需求。

 

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但如今usb标准还没能实现完全的通用,usb标准为了满足各类不同设备的需求,使用了相当多不同种类的接口。

 

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其中我们最熟悉的接口就是这种,这种接口被称为标准type-a接口。

 

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一提到usb,大多数人最先想到的也是它,除了type-a以外,常用的接口如标准type-b,这种接口大多数为打印机的连接口。

 

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这种小型号接口是mini-B。

 

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不少老式mp3、mp4、和旧款手机都使用这个接口,很多人也直接叫它mini-usb。在智能手机没有流行的年代十分盛行.

这种叫micro b,是我们常听说的micro usb接口。

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从二零零七年欧盟标准实施以来,越来越多的手机、蓝牙耳机都开始使用micro b。

micro b也有个高速版本:“micro b super speed”,这种接口多见于早期的移动硬盘。

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不过micro b系列已经被最新的type c接口代替,type c接口只有一种形态,且不分正反,使用起来更方便。

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绝大多数新出场的手机、平板电脑、笔记本等都搭载了type c接口。

除了常用的这些以外,usb还有很多其他的接口形态。

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usb接口种类繁杂,想搞清它们的区别,只要把它们分为abc三种类型,标准、minimicro,三个尺寸标准即可。

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标准的usb接口都使用usb协议,虽然它们长得不一样,但都是usb标准。

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在没有相关线材时,使用各种转接器也可以实现连接。

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苹果使用的lighting接口也使用usb协议,不过lighting接口并不是usb的标准接口,就不纳入讨论的范围了。

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随着type c接口的推进,这些复杂的接口注定会成为博物馆的陈列。一个接口连接所有设备将成为可能,usb就离真正的通用不远了。

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usb发展到今天,已经从最初的1.5兆比特每秒提升到今天的40g比特每秒。

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决定usb最大传输速度的不是usb接口的形态,而是接口支持的usb版本,即便是使用最新的type c接口的设备,也可能只支持使用较慢的usb2.0协议传输数据。

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usb版本还经历过两次大的命名修改。

拿最初的usb3.0举例:usb3.0改名为usb3.1 gen1,而之前的usb3.1则改名为usb 3.1 gen2,后来的usb3.1 gen1又改名为usb3.2gen1,usb3.1 gen2则改为usb3.2 gen2X1,而真正的usb 3.2则改名为了usb3.2 gen2系列。(是不是晕头转向了)

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厂家对版本的标处各不相同,很多设备为了追求个性,也喜欢把usb接口弄成非标准的各种颜色

 

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直接通过接口外观不能能判断设备的usb版本。

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所以在选购usb设备时,最简单的办法还是直接询问传输的速度,没有必要去和usb标准玩文字游戏,只需要根据自己的需求选择合适的速率即可。

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如果你经常查看笔记本相关的评测,你会发现越来越多的笔记本开始搭载雷电接口(Thunderbolt)

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雷电协议从雷电三开始使用type c接口,这个type c接口在支持usb协议的基础上增加了对雷电协议的支持,雷电协议的传输速率极快,可以达到40g比特每秒。

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它不仅可以拓展出相当多的接口,还能连接高速固态硬盘、高分辨率的显示器,甚至是外接一张显卡。

雷电的出现也在个人电脑领域逐渐代替了火线接口(IEEE-1394)。

不过雷电是英特尔牵头的协议,需要收取授权费用

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支持雷电协议的设备价格比同类usb设备就要贵很多,好在英特尔将雷电的相关技术贡献给了usb标准,使得usb4开始拥有与雷电几乎一致的特性。

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等到搭载usb4协议的设备开始普及,我们就能以便宜的价格实现高速拓展的需求了。

说完了传输,usb还能实现设备的供电需求。

由于越来越多的电子设备使用usb线缆供电,各家也纷纷基于usb标准之上研发自己的快速充电方案。比如高通的q c,研发科的pe、oppo的vooc、华为的super charge。

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为了打破快充协议混乱的现状,统一usb快充标准、usb新增的usb -p d协议。

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在最新的pd3.0规范中,将市面上大多数的快充协议进行收编和规范,包含在了pd协议中,目前出厂的新设备几乎全部支持使用p d协议充电,只需要搭配合适瓦数的pd充电器和支持pd的线材就可以实现快充,不用考虑设备是否兼容的问题,也是除了购买设备原装充电器以外的新选择。

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国家电信终端产业协会,也发布了移动终端融合快速充电技术规范,今后快充兼容将不再是需要考虑的难题。

 

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看到这,相信你对usb标准的认识已经不再只是一个普通的接口了。

通用只是为了方便嘛?

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科技发展到今天,我们的设备似乎越来越不是我们的设备,我们的设备只能使用厂商规定的服务、厂商规定的配件、厂商规定的软件。

我们手上的智能设备开始排异,我们开始陷入名为生态的信息茧房。

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通用的标准打破了设备间的隔阂,让我们拥有更多选择的权利,它也许不能为你带来独特的功能,但却能让屏幕前使用不同设备的你我,欣赏同一个世界的丰富多彩。

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