最近一直在收集USB的相关资料。今天特地整理一份。主要按照USB的接口类型,接口线序,协议标准三大部分进行阐述。
(1)接口类型
市场上常用的接口无非以下几种。且常用的场景也都罗列出来了。
TYPEA:电脑
TYPEB:打印机
MiniB:诺基亚时代,功能机常用的接口。
MicroB:便宜的安卓机。USB3.0多用于移动硬盘。
TYPEC:旗舰手机
(2)接口线序
接口的线序只有TYPEA,MicroB和TYPEC整理一下。其他的因为用的也不是很多,所以暂且没有研究。
TYPEA:在USB2.0时代,有4根线。VBUS,D+,D-,GND。在3.0时代,有9根线。VBUS,D+,D-,GND(2根),TX+/TX-,RX+/RX-。
TYPEB:没有研究
MiniB:没有研究
MicroB:同TYPEA一样。
TYPEC:24pin。GND(4个),VBUS(4个),TX1+/TX1-,TX2+/TX2-,RX1+/RX1-,RX2+/RX2-,D+/D-,CC1,CC2,SBU1,SBU2。其中SBU是第二功能总线,一般NC。
(3)协议标准
从USB2.0到USB3.0不仅仅涉及到协议标准的变化,物理接口也发生了巨变。但是从USB3.0开始,随着TYPEC的出现,基于该物理接口,开始兼容起了各种各样的传输协议。比如后面要讲的Thunderbolt,USB4.0,PD协议,耳机功能等。虽然是同一个接口,但是实现的功能和传输的速率却不一样了。
●USB2.0
速率
低速1.5Mbps,全速12Mbps,高速Mbps。速率的匹配,由协议进行。
主从模式
TYPEA:因为没有ID线。所以该设备内部会做好ID的信号处理。比如U盘会悬空,默认从模式。电脑会接地,默认主模式。
MicroB:由ID进行确定。高电平或者悬空是从模式,低电平是主模式。比如手机的OTG线,它的MicroB接口处的ID会拉低。所以插上手机后,手机会做主模式。
TYPEC:没有研究。
●USB3.0
速率
3.0版本,5Gbps;3.1版本是10Gbps;3.2版本是20Gbps
其中3.0到3.1的演进是因为编码方式升级。3.1到3.2的眼镜是因为单通道变成了双通道。
主从模式
TYPEA:因为没有ID线,也没有CC信号。所以该设备内部会做好主从模式切换。比如,电脑内部的ID会接地,默认主模式。
MicroB:跟TYPEA一样。既没有ID,也没有CC信号
TYPEC:根据CC1或者CC2在插入后的电平的变化,来判断主从模式。如果插入后,电平降低,则为主模式。如果升高,则为从模式。
正反方向
因为只有TYPEC支持正反插。所以只探讨TYPEC的原理。
CC1和CC2在插入后,电平的变化是不一样的。因为插头这边是CC和Vconn的下拉电阻不一样,所以插座和插头连接后,电平变化不一样。
●Thunderbolt3
速率:40Gbps
●USB4.0
应用的是Thunderbolt的技术。
●PD
因为需要CC检测端口,所以只支持TYPEC
●耳机功能
只有TYPEC支持。
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