USB接口常识知识总结,你都掌握没有?
csdn 2022-09-27

最近项目中有设计到USB接口,把一些常用的USB名词、常识以及关系总结一下。

USB1.0版本,USB LS(Low Speed低速),速度1.5Mbps。

USB1.1版本,USB HS(High Speed高速),速度12Mbps。

USB2.0版本,USB FS(Full Speed全速),速度480Mbps。

USB3.0版本,USB SS(Super Speed超速),速度5Gbps。

USB3.1版本,USB SS(Super Speed超速),速度10Gbps。

USB3.2版本,USB SS(Super Speed超速),速度20Gbps。

其实从USB3.2版本开始,USB-IF(USB Implementers Forum)修改了命名规范,USB3.0-3.2分别为USB3.2 Gen1、USB3.2 Gen2、USB3.2 Gen2x2(这命名真不习惯)。

另外速度达到5Gbps之后都称为超速(SS),而且USB高版本都是向低版本兼容的。

这里还需要注意的USB3.0和USB3.1之间的一个突破点就是编码方式的改变导致的传输效率的差异。USB3.0使用的是8b/10b编码,效率为80%。USB3.1使用的是128b/132b,效率为96.97%。

在供电方面,各版本也有很大差异。

USB2.0版本,5V/0.5A,最大2.5W,之前电脑上的USB接口供电能力比较弱。

USB3.0版本,5V/0.9A,最大4.5W,供电能力有所提升。

USB3.1版本,5V/12V/20V/5A,最大100W,现在使用的TYPE-C接口可以实现快充,也能驱动外部设备。

USB PD(USB Power Delivery),指USB接口可以提供100W供电,20V/5A。

USB常用的接口

USB TYPE A就是以前电脑常用的插头,如下图所示:



USB TYPE B有方口(打印机中用的比较多)和偏口的,偏口常用的有MiniUSB(以前MP3、MP4上用的比较多)和MicroUSB(之前的安卓手机上用的比较多,现在逐渐被TYPE C取代了),方形接口如下图所示:



MiniUSB接口如下图所示:



MicroUSB接口如下图所示:

USB YTPE C目前在安卓手机中使用比较广泛的接口,在笔记本电脑中也比较常见,如下图所示:


先按照版本看一下USB2.0(TYPE A),USB3.0(蓝色TYPE A)和TYPE C的接口引脚。

USB2.0(TYPE A)有5个引脚,分别为VBUS,DM,DP,GND。一般另一端(比如MicroUSB接口)会多一个ID引脚,这个只是检测使用,不用于传输数据。TYPE A接口如下图所示:


USB3.0(蓝色TYPE A)有9个引脚,分别为VBUS,DM,DP,GND,RX-,RX+,TX-,TX+,GND。包含USB2.0的信号线,这是为了向下兼容USB2.0。多出的两对差分信号线才是USB3.0。

两者是独立的,可以不需要USB2.0的信号线,单独使用USB3.0的,但是这样就不能兼容USB2.0,当然也可以只单独使用USB2.0的。使用过程中,默认是先检测3.0,如果不是就回滚到2.0。如下图所示:



从接口图片中可以看出,USB2.0和USB3.0的接口不仅仅是颜色的差别,颜色只是方便人们分别接口版本,本质的变化在接口内部的信号引脚上。

TYPE C有24个引脚,分别为GND,GND,TX1+,TX1-,RX1+,RX1-,VBUS,VBUS,CC1,D+,D-,SBU1,SBU2,D+,D-,CC2,VBUS,VBUS,RX2-,RX2+,TX2-,TX2+,GND,GND。向下兼容和USB3.0一样,只是多了两对差分信号和一些辅助信号。而且两边是对称的,这样可以支持正反插(这也是TYPEC的一个特色功能)。

这里需要提一下,差分信号是左右分开使用的,而不是上下分。USB2.0信号是上下分开使用的。因为USB功能只是用到其中的两对差分线,而剩余的两对差分线和辅助引脚就可以留作他用,比如DP(Display Port)功能,传输2lane的视频信号,现在许多笔记本上的TYPEC接口都支持这个功能。

CC是用于确认接口的功能的,比如判断方向。SBU是在DP功能的时候辅助使用。当然这些引脚也可以定义成其他功能,比如音频,许多手机去除了传统的耳机插孔,使用TYPEC连接耳机。插头和连接座如下图所示:


以上就是关于USB接口总结的一些知识,目前常见的就这些,可以作为常识了解一下。



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