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USB的版本区别和发展历程

USB接口自1994年推出以来,经过26年的发展,经过USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.x,最终发展到了现在的USB4;传输速率也从最开始的1.5Mbps,大幅提高到了最新的40Gbps。
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USB1.0

  • 1996年1月15日推出USB1.0接口规范
  • 规定低速传输速率为1.5Mbit/s
  • 对外提供供电电压为5V,最大电流500mA
  • 一般适用于鼠标、键盘等低速HID设备。
  • 支持热插拨

USB1.1

  • 1998年9月23日对原来的USB1.0进行升级,提出了USB1.1
  • USB1.1规定了全速传输速率为12Mbit/s,并兼容USB1.0的1.5Mbit/s
  • 传输线缆最大度度3m
  • 对外提供供电电压为5V,最大电流500mA
  • 一般适用于鼠标、键盘、U盘,光驱等。
  • 一个USB接口理论上可以支持127个设备。

USB2.0

  • 2000年4月27日由USB-IF组织提出了USB2.0总线协议规范
  • 具备480Mbit/s的高速传输速率,向下兼容低速1.5Mbit/s和全速12Mit/s
  • 传输线缆最大度度5m
  • 对外提供供电电压为5V,最大电流500mA
  • 通过HUB级联的方式,一个USB接口理论上可以扩展127个USB设备
  • 支持 4种传输方式:控制传输中断传输同步传输和块传输。

USB3.0 /USB 3.2 Gen 1 / USB 3.1 Gen 1

  • 超高速USB3.0规范于2008年11月17日出USB-IF组织推出。
  • 提供更高的5.0Gbit/s的超高速传输速度,并向下兼容低速1.5Mbits/s、全速12Mbit/s和高速480Mbit/s传输速率
  • 对外提供供电电压为5V,最大电流900mA
  • 传输线缆最大度度3m
  • 增加了新的电源管理功能,支持待机、睡眠以及暂定模式,更加省电。
  • 全双工通讯。

USB3.1/USB 3.2 Gen 2 / USB 3.1 Gen 2

2013年7月份,USB 3.1发布,速度翻番至10Gbps,同时USB-IF就把USB 3.0改名为USB 3.1 Gen 1,新的USB 3.1则叫做USB 3.1 Gen 2。

  • 2013年7月份发布
  • 速度翻番至10Gbps
  • 新增USB A/V影音传输。以更适合作为移动设备的输出接口,尤其是可逆的Type-C。
  • 将供电的最高允许标准提高到了20V/5A,供电100W。

usb3.1-logo

音视频特性

新的USB AV 3.1提供9.8Gbps频宽,最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K显示画面,4K显示的规格已和HDMI 1.4一样,同时USB AV也支援HDCP影像加密技术,搭配更大的电力供应,较大尺寸的显示器可望也能藉由USB AV 3.1来显示4K解析度。另外,现有的装置和显示器可透过USB AV转接器,以USB线来传送影音。USB AV若能加以普及,势必能为生活带来很多便利性,USB线也可能取代其它显示介面,成为最实用的影音传输线材.
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电力供应特性

电力供应规范- USB Power Delivery(USB PD),设计上兼容现有的USB 2.0和USB 3.0线材和连接器,新的USB 3.1 Type-C连接器也通用。USB PD支持更高的电压和电流,以满足不同的应用装置,同时也相容现有的USB Battery Charging 1.2充电规格。USB PD为埠对埠的架构,USB和电力沟通讯号分开,电力的供应是透过主机端和装置端的VBus通讯协定来沟通,如果装置支持,则可依组态(Profiles)的电压和电流,提供更高的瓦数供应。USB PD依装置不同分成5个组态(Profiles),皆需要使用新的可侦测线材,才能提供大於1.5A或5V的电力。组态1针对手机,为5V/2A(10W),基本的电力输出,已比USB 3.0的5V/0.9A(4.5W)还多; 组态2为5V/2A或12V/1.5A(最大18W),可为平板和笔电充电;组态3为5V/2A或12V/3A(可提供较大的笔电最大36W的电力);组态4为最大为20V/3A(60W)(Micro-A/B连接器不支持),,组态5为最大为20V/5A(100W)的电力供应,(TYPE-A/B连接器不支持),也就是说只有type-c才能完全支持最大100W电力供应。USB 3.1供电的提升,以及支持充电的应用将会让USB 3.1有望大一统手机、平板、电脑传输介面。
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USB3.2 / USB 3.2 Gen 2x2

  • 2017年9月份,USB 3.2发布。
  • 据最新公布的规范,USB 3.0、USB 3.1的版本命名都将彻底消失,统一被划入USB 3.2的序列,三者分别再次改名叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2。
  • 它们还各自有一个市场推广命名,分别是SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps。
    之所以想出USB 3.2 Gen2x2这样的名字,大概是因为它使用了USB Type-C接口的上下两端全部针脚,速度得以翻番。
版本 时间 带宽 别名
USB3.O 2008年11月17 5Gbps SuperSpeed USB,USB 3.2 Gen 1,USB 3.1 Gen 1
USB3.1 2013年7月 10Gbps SuperSpeed USB 10Gbps,USB 3.2 Gen 2,USB 3.1 Gen 2
USB3.2 2017年9月份 20Gbps SuperSpeed USB 20Gbps,、USB 3.2 Gen 2x2

USB4.0

  • 预计2021年上半年发布
  • 使用现有的USB Type-C电缆进行双通道操作,使用40 Gbps认证电缆进行高达40 Gbps的操作
  • 多种数据和显示协议有效地通过总线共享最大聚合带宽
  • 向后兼容USB 3.2、USB 2.0和Thunderbolt 3(雷电协议)
  • 动态地与多个终端设备类型共享一个高速链路,以便按类型和应用程序为数据传输提供最佳服务.

因为USB4.0直连CPU的PCIE总线,最高传输速率能达到40Gbps,同时还能传输Displayport视频信号和USB PD快充电流的新一代USB外设传输协议,它本质上是Intel的Thunderbolt3技术,但同时也支持USB协议,因此它能完美向下兼容Thunderbolt3、USB3.2、USB3.1及USB2.0协议,这也就是为USB4.0即将开始大规模普及奠定了普及推广的基石。可以预见的是在未来我们所有的使用设备外接接口将会被USB 4.0所统一。

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