如果您曾经使用过计算机,那么几乎可以肯定您使用过 USB 设备。 鼠标、键盘、网络摄像头、打印机、扬声器、麦克风、拇指驱动器、外部硬盘驱动器,更常见的是通过 USB 连接到计算机。 但是为什么USB这么标准呢?
USB的历史
USB, 短缺 通用串行总线,于 20 世纪 90 年代中期推出。 它旨在将外围设备连接到计算机,提供通信和电源。 在此之前,有各种各样的连接器标准在使用。 通常,这些先前的标准是较慢、较大、较昂贵或专有的某种组合。 不同的设备通常需要其他连接器,这导致需要在主板的 I/O 板上放置大量连接器端口。 USB 简化了一切,还增加了一些额外的功能。
您或许可以从名称中的“通用”一词猜出。 USB 旨在取代尽可能多的不同类型的连接器,并成为统治所有连接器的一种连接器。 它的主要卖点是便宜、紧凑和标准化程度高。 因为 USB 几乎可以用来连接任何东西,所以规模经济有助于降低成本。 此外,连接器从一开始就设计得简单且便宜,仅使用四个电连接器。 同样,连接器数量少意味着物理插头可能相对较小。 这允许在同一空间内为计算机安装更多 USB 端口。
USB 设备可能具有少量板载逻辑,可自动配置与计算机的连接。 这意味着无需手动设置数据速率或其他任何东西; 你可以插上去。 USB 设备可热插拔。 这意味着您可以在不重新启动计算机的情况下插拔它们。 您可能必须经历一个弹出过程,尤其是对于存储设备,但不必重新启动计算机是有帮助的,尤其是在快速启动 SSD 之前的日子里。
“串行”连接器
当 USB 最初被标准化时,只有一个标准连接器 Type-A。 它具有两个数据引脚和另外两个用于功率差分的引脚。 以下 B 型连接器具有相同的引脚结构,但物理布局不同。 随着时间的推移,添加了更多的连接器,包括 A 型和 B 型的迷你和微型变体。 这些更小的变体使用一个额外的连接器来识别哪个电缆端用于主机和外围设备。
在 USB 3.0 标准化后,连接器进行了重新设计。 每种连接器类型都有另外五个连接器。 两对用于新的高速数据传输,第五对用于接地信号线。 USB Type-C 连接器作为 USB 3.1 同时推出,并提供了全新的设计。 从物理上讲,它比 A 型连接器小得多。 但与此同时,它还具有更多的连接器,总共有 24 个。
此外,作为一个巨大的可用性胜利,它也是可逆的。 在所有连接器中,有四对数据传输线。 但是,并非所有这些都旨在同时使用。 相反,无论电缆以何种方式插入,它们都应该在那里。
后几代 USB 允许同时使用多个数据引脚对。 这基本上使带宽一下子翻了一番。 这些数据引脚对称为通道。 有趣的是,这个概念与并行电缆没有什么不同。
命名方案
针对创建 USB 标准的组织 USB Implementers Forum 的批评之一是令人困惑的命名方案。 USB 2.0 的六种不同连接器与标准、迷你和微型连接器的 A 型和 B 型变体混淆不清。 USB 3.0 让一切变得更糟。 添加“超高速”一词很好,但除了标准的 A 型连接器外,所有六个连接器的物理形状都发生了显着变化,使不熟悉情况的人的购买决策变得复杂。
使用 USB 3.2,标准命名方案已不复存在。 USB 3.2 gen 1 听起来比 USB 3.1 好。 不是; 这是同一件事。 什么都没有改变。 您还有 USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 1×2 和 USB 3.2 Gen 2×2。 3.1 Gen 2×2 优于 Gen 2 很容易理解,但 Gen 1×2 和 Gen 2 之间的差异在实践中很小,归结为实现。 由于名称如此相似,它们很容易混淆,即使在寻找正确的东西时也会导致错误的搜索结果。
随着 USB4 的发布,人们希望至少可以改进命名方案。 不幸的是,情况并非如此。 USB4 Gen 2 和 USB Gen 3 都有 x2 修饰符。 该方案还提供了新功能,例如 Display port passthrough 和 PCIe passthrough。 不幸的是,这些功能中的大多数也是可选的,这使得准确找出哪个设备支持哪个功能集变得更具挑战性。 最近的冒犯是 USB 4 的最新更新。任何理智的人都会称它为 USB5 或 USB4.1。 USB 实施者论坛并非如此; 不,他们将其命名为 USB4 2.0。
结论
USB代表通用串行总线. 它是计算机外围设备和其他设备的标准连接器。 当前版本提供高速数据传输以及大功率充电功能。 该标准旨在用性能更好的连接器替换以前使用的各种连接器。 它取得了市场主导地位,但随后又开发了一系列连接器。 为了再次简化市场,所有以前的连接器都已弃用 Type-C 连接器。 这一变化带来了诸如更快的数据传输速度和可逆连接器等优势。