硬件——USB传输速度和物理接口

图片来源见水印。

原文：https://www.bybusa.com/community/usb-interface-detailed-explanation

更新 USB4 部分

USB4规范已于2019年9月3日正式公布, 规格和草案阶段相同. 归纳如下:

物理接口只有 USB Type-C 一种.
传输速率 40 Gbps.
向下兼容 USB 3.2 / USB 2.0 和 Thunderbolt 3.

更新 USB3.2 部分

USB-IF(USB标准化组织)居然又变更标准名! 即日起, 官方标准名不再包含 "USB3.0" 和 "USB3.1". 只有"USB3.2"和"USB2.0"这两种名称+后缀.

我们重新整理了一张简单易懂的图表, 让你一分钟看懂新标准:

USB3.2 1200

所以, 就是新推出了20Gbps的传输速率, 然后把"USB3.0"之后的接口名称全部改为了"USB3.2+Gen?x?"的官方标准称呼.

不过目前市场上仍有部分厂商沿用 USB3.1 Gen2 或 Gen1 的叫法, 如果弄不明白, 对照上面这张图即可.

一句话概括: USB3.1的 Gen2和Gen1到底是个什么鬼

指传输速率, Gen2的理论传输速率是10Gbps, 而Gen1是5Gbps, 最新的USB3.2 Gen2x2则是20Gbps.

下图表示了当前各USB传输标准速率: (更新了USB3.2部分)

USB接口详细读解, Gen2和Gen1到底是个什么鬼?

就目前来说, 不需要担心新的USB传输标准是否适合你, 因为现在不管是Gen1还是Gen2, 都是向下兼容的, 也就是说不必担心你抽屉中的U盘在新的标准下无法使用. 你5年前的8G优盘插上去照样没问题, 只要接口能对上.

下面我们就来说一下USB的物理接口.

接口辨识

上面所写的 USB2.0 或 USB3.1, 指的是传输标准;

而USB Type-C 或 USB Type-A, 指的是物理接口. 下面我们就来一起看一下USB的各种接头:

USB 2.0 中的 Type-A

USB接口详细读解, Gen2和Gen1到底是个什么鬼?

上面这种就是最常见的 USB Type-A 接口, 我们一般直接叫做USB接口.

PIN 1 ——————- VBUS

PIN 2 ——————- D –

PIN 3 ——————- D +

PIN 4 ——————-接地

USB 2.0 中的 Type-B

USB接口详细读解, Gen2和Gen1到底是个什么鬼?

上面这种是USB 2.0 Type-B, 常见于打印机连接计算机所采用的数据线, 通常一端是 Type-B 连接打印机, 另一端 Type-A 连接计算机.

B型USB公连接器的图像以及B型USB连接器的引脚位置

图5： B型USB公连接器的图像和B型USB连接器的引脚位置

B型USB连接器的引脚排列

PIN 1 ——————- VBUS

PIN 2 ——————- D –

PIN 3 ——————- D +

PIN 4 ——————-接地

USB 2.0 中的 Mini USB

Mini USB 是我们通常叫法, 其实严谨的叫法应该是 USB 2.0 Mini-B, 因为还有一个 USB 2.0 Mini-A, 不过因为还未推广便已被淘汰, 所以市面上所有的 Mini USB 都是USB 2.0 Mini-B.

USB接口详细读解, Gen2和Gen1到底是个什么鬼?

这种连接线常见于早期的移动硬盘, MP3, 智能手机等.

Mini-A和Mini-B连接器与USB设备一起使用，该USB设备应连接到Type A插座。但是这些连接器比B型连接器小。它们旨在与小型USB设备（例如相机，手机等）连接。

Mini A和Mini B USB公头连接器及其引脚位置的图像

图6： Mini A和Mini B USB公连接器及其引脚位置的图像

Mini USB连接器的引脚排列

PIN 1 ——————- VBUS

PIN 2 ——————- D –

PIN 3 ——————- D +

PIN 4 ——————- ID

PIN 5 ——————-接地

USB 2.0 中的 Micro USB

同样 Micro USB 是我们通常叫法, 严谨的叫法是 USB 2.0 Micro-B, 也是因为还有一个 USB 2.0 Micro-A, 不过几乎看不到.

USB接口详细读解, Gen2和Gen1到底是个什么鬼?

这种接口相比 Mini USB 要更加小巧, 在 USB Type-C 普及之前, 几乎市面上所有的安卓机采用此接口.

Micro-A和Micro-B USB连接器及其引脚位置的图像

图7： Micro-A和Micro-B USB连接器及其引脚位置的图像

Micro USB连接器的引脚排列

PIN 1 ——————- VBUS

PIN 2 ——————- D –

PIN 3 ——————- D +

PIN 4 ——————- ID

PIN 5 ——————-接地

USB3.0和USB2.0的区别

首先是前4根，也就是向下兼容的USB2.0部分。因为USB2.0传输的是半双工的差分信号，所以传输数据需要至少3根线——D+/D-/地线（上行下行共用两根数据线），再加上正极供电的红线，一共4根。之后的5根才是USB3.0的高速数据传输线，因为USB3.0传输的是全双工差分信号，所以需要两对数据线和一根屏蔽地线。

SB3.0又称为SuperSpeed USB总线，与高速（High Speed）USB2.0总线相比，为了达到总线对USB2.0/1.1/1.0的向下兼容，

总线保留了USB2.0信号线（D+，D-，Vbus，GND），同时增加了两对USB 3.0超高速差分信号（SSTX+，SSTX-，SSRX+，SSRX-），一组差分对用来发射信号，另一组接收信号，从而实现全双工传输，USB3.0信号传输速率达到5Gbps；电流最大达到900mA；在EMC方面，为了达到降低EMI的影响，增加了SSC（扩频时钟）功能。

从USB公口的外观上来看，USB3.0接口部分标记有SS样式，而USB2.0则标记普通的USB通用标识。