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接口之王——USB的前世今生

USB接口是现阶段当之无愧的外部接口之王,当初Intel推动USB标准的目标就是让其统一所有PC外置设备的接口,时过境迁,很显然USB没有辜负Intel当初的期望,其普及程度就像赛门铁克那款知名的远程控制软件——PC Anywhere。

传输标准

常见的标准USB 2.0接口

 找了张漂亮的图嗯……上面这个就是目前最常见的USB 2.0 High Speed接口。说起来USB 2.0推出早期的标准很混乱,市面上当时有USB 2.0、USB 1.1、USB 1.0三种规格的USB接口,其理论传输速率分别为480Mbps、12Mbps、1.5Mbps,但接口的针脚定义完全没有变化,设备也可以通用,因此Intel索性修改了USB 2.0的规范,将原先的USB 1.1和1.0一起归纳进来,成为一个完整的大USB 2.0规范,改名之后的对应关系如下:

USB 2.0——>USB 2.0 High Speed——>480Mbps——>60M/s

USB 1.1——>USB 2.0 Full Speed——>12Mbps——>1.5M/s

USB 1.0——>USB 2.0 Low Speed——>1.5Mbps——>187.5K/s

USB 2.0接口同时还支持菊花链,可以通过USB Hub等最多链接127个设备——但是必须指出的是,这些设备共享480Mbps的速度,除非PC能够提供两个或者两个以上的EHCI即增强型主机控制器接口,那么这些设备共享的速度上限将是480Mbps X EHCI的数量。

现阶段PC上应该几乎都是USB 2.0接口了,60M/s的理论速度极限也满足了大部分移动设备的需求,除了——各种外置移动硬盘。于是新的USB 3.0规范应运而生:

USB 3.0接口

从图上可以看出,USB 3.0的接口和USB 2.0相仿,因此设备继续保持了良好的向下兼容性,不同的是多了5根额外的针脚,拥有USB 3.0的设备才能用得到。USB 2.0——>USB 3.0的主要改进如下:

传输速度:480Mbps——>5Gbps。除了个别丧心病狂妄图外置显卡的厂商,USB 3.0保证在相当长的时间内外置设备的传输不会有瓶颈。

供电电流:500mA——>900mA。在现如今以智能手机为首的各路手持设备都从USB充电的今天,供电电流大小是相当重要的一个指标,电流值的提升进一步缩短了充电时间。此外供电电流的增加对于相当一部分移动硬盘的支持也变得更加良好,一个移动硬盘占用2个USB接口的时代即将过去。

传输方式:半双工——>全双工。这个改进可能部分同学不太容易理解,简要来说原先USB 2.0的传输速度是单向480Mbps,同一时刻只能读或者写这个速度,而USB 3.0可以同时进行读写,并且速度均可达到5Gbps。

USB 3.0接口的设备从去年下半年起已经陆陆续续上市,相信在一年之后将会替代USB 2.0 High Speed成为我们的主流设备接口。

让我们的眼光离开PC,看看USB更大的野心——USB On The Go

USB On The Go

这是一张非常典型的USB On The Go应用图——方便起见,后文将On The Go简称为OTG,这也是业界的普遍称呼——撇开了PC,两个支持USB的设备之间互相连接。

USB OTG充分暴露出了Intel的狼子野心伟大构想,在PC领域什么的已经不能满足Intel了的基础上,USB接口大举出击,希望能够成为未来所有设备之间的标准有线传输协议,而随着智能手机和平板电脑的普及,我们也看到了USB OTG也在快速推进,相当一部分这些设备已经能够对USB OTG提供良好支持,整个USB接口的广义运行模式从PC-设备逐渐转向了设备-设备,而传统意义上占据主导地位的PC本身成为了设备中的一种而已。

当然,USB OTG是一个类似于扩展协议的东西,其本身的传输规范仍然遵循上面所讲的USB 2.0/3.0。

接口标准

除去在USB传输标准上的区分以外,其实在现实生活中我们最常见到的还是外观上的区别,常见的USB接口从外观上看分为4种类型:

标准USB接口

这个就不找图了……大家都知道,不知道的同学请去走廊罚站拉动滚动条去看本文第一张图即可。这是最常见的USB接口形式,无需多言。

Micro USB接口

Micro USB与标准USB

 Micro USB是现在主流智能手机或平板电脑的数据/充电接口,外形如图所示,是一个梯形的小接口,也有人称之为D形口,除去外观不同以外,和USB标准接口在功能上没有任何区别。

Mini USB

Micro USB与Mini USB

虽然把Mini USB放在最后介绍,但是要明确的一点是——Mini USB是一个已经被淘汰的标准,所以这个又被称之为T形口的接口在将来的设备上都再也不会看到了,只有一些前几年生产的老设备还在使用。被淘汰的原因也很简单,第一是厚度太厚,对于追求超薄的手持设备来说已经不合适了,第二是理论插拔次数比较少,不如Micro USB耐用,第三是接口设计的耐受电流值不够大,在各家移动手持设备的电池容量越来越大甚至The New iPad可耻地超过了低端笔记本电池容量的时候,大电流充电是非常重要的一项指标。

结语

10多年之前就开始使用PC的同学想必还记得那个各大接口战火纷飞的时代,老迈的串口、并口、PS/2接口依旧当道,新生力量例如USB跃跃欲试,还有邪道IEEE1994试图从Mac杀回PC来分一杯羹,各位同学一定为折腾和区分这些接口费了不少力气,好在Intel有足够的魄力在这个战国时代像秦国一样扫荡和统一了整个PC接口领域,为我们的生活带来了不少方便,在这里确实要感谢有Intel这样一个伟大的厂商做出的努力。

最后,有线接口搞定了,无线呢?无线领域还乱七八糟呢……Intel你的UWB呢?神马?早就胎死腹中了?@#*(@$@#$*)#……

1天

将心化为一片空白

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