淺析各類USB和新的USB4

歐盟委員會于2021年9月提出立法提案，使Type-C成為移動智慧手機(jī)、平板計算機(jī)、相機(jī)、耳機(jī)、攜帶式揚(yáng)聲器和手持游戲機(jī)的通用充電器。

至今Type-C已在許多應(yīng)用中使用，例如行動裝置(智能手機(jī)及穿戴裝置)、PCs (包含顯示器)、配件(集線器、轉(zhuǎn)接器及行動電源)、存儲裝置(SSD、HDD)、家用娛樂(機(jī)頂盒和游戲機(jī))、智能家庭(語音助理和路由器)和戶外移動裝置(無人機(jī)和運(yùn)動相機(jī))。

可預(yù)期越來越多的新設(shè)備將采用Type-C作為單一的I/O端口，例如AR/VR、電視(8K/4K)、辦公設(shè)備(事務(wù)機(jī)和投影機(jī))、交通載具(汽車、摩托車和自行車)，甚至墻上插座(家庭與公共設(shè)施)等。據(jù)悉2023年全球Type-C市場價值達(dá)到61.65億美元，且未來6年的復(fù)合年增長率為15.97%。

目前Type-C (或USB-C)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求為20Gbps傳輸速度及100W電源供應(yīng)。為了更高功能需求，USB-IF發(fā)布了USB4 Gen3標(biāo)準(zhǔn)(40Gbps及240W 5A/48V），Intel在2021年開始通過 Thunderbolt 4認(rèn)證來承認(rèn)有限的連接器和制造商。同時Intel Tiger Lake、Apple M1 和 AMD Ryzen 6000 等CPU相續(xù)推出，且均支援USB4 Type-C。

USB技術(shù)發(fā)展歷程

1.USB 1.0

USB1.0的傳輸速度只有1.5Mb/s，經(jīng)過技術(shù)人員幾百個日夜的努力下，USB1.0在1998年版本升到了為USB 1.1，速度也大大提升到12Mb/s，USB1.1的高速傳輸方式的傳輸速率為12Mbps，即傳輸速率為1.5MB/s。

2.USB 2.0

USB2.0的傳輸速率達(dá)到了480Mbps，即為60MB/s，USB 2.0的驅(qū)動程序可以驅(qū)動USB1.1，并且能夠和USB1.1兼容。

對于我們的研發(fā)工程師而言，在設(shè)計、研發(fā)USB2.0硬件接口產(chǎn)品的過程中，主要的難度在于：需要掌握復(fù)雜的USB2.0協(xié)議，自己開發(fā)USB設(shè)備的驅(qū)動程序，以及還需要了解相應(yīng)的ARM、FPGA、Linux等的程序編寫。

3.USB 3.0

USB3.0在完美條件下的極限傳輸速率為5.0Gbps，但在生活中只能達(dá)到極限狀態(tài)值的80%，那也相當(dāng)于USB 2.0的極限傳輸速率值的10倍，傳輸速率顯著提升。USB3.0在物理層采用8b/10b的編碼方式，這樣算下來的極限傳輸速率也就4Gbps，在現(xiàn)實環(huán)境中的傳輸速率的基礎(chǔ)上相較而言還會再少一些。

4.USB 4.0

USB4.0協(xié)議是2019年發(fā)布的，在硬件接口上，最新一代的USB4.0采用了Type-C的硬件接口，它本質(zhì)上是使用的Intel公司的雷電3（Thunderbolt3）技術(shù)，也支持USB標(biāo)準(zhǔn)，能夠兼容Thunderbolt3、USB3.2、USB3.1及USB2.0等協(xié)議。隨著各種移動端設(shè)備向輕薄化、便攜化方向發(fā)展，加上USB4. 0也使用了Type-C接口，以后的設(shè)備接口選型方向，將會統(tǒng)一采用USB4.0協(xié)議的Type-C接口。USB經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，已經(jīng)從最初USB1.0的1.5Mbps提升到今天USB4.0的40Gbps。

小編看USB4發(fā)展

在科技快速進(jìn)步的日子，USB已經(jīng)在我們的生活中隨處可見，它給我們帶來的極大的便利性，不管是現(xiàn)在仍在沿用的USB3.0，還是正在逐步被淘汰USB2.0,他們都承載著人們?nèi)找孀兓男枨?，那些通過USB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中，不管是在工作中產(chǎn)生數(shù)據(jù)，還是記錄生活的視頻片段、照片，都真實地見證時代的發(fā)展。

在今天，全人類每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量高達(dá)59ZB，USB4.0的產(chǎn)生降低了我們轉(zhuǎn)移大文件的時間，讓我們有更多的時間去處理我們想要的文件。但是，現(xiàn)在網(wǎng)上的數(shù)據(jù)量太多，其中無用的數(shù)據(jù)比比皆是，也會讓我們在數(shù)據(jù)選取上造成困擾，有時我們也會思考，到底什么數(shù)據(jù)才是正確的，同時在該方面增加我們的時間成本。

審核編輯：劉清