知识分享：(一) USB3.1 Type C的应用

您看此文用了分秒,转发只需1秒哟！...





本文引用清华大学论文（清华大学材料学院博士 赖志伟）

USB（通用串行总线）是一种广泛使用于个人计算机及个人消费电子行业的标准智能型串行接口。它的优势在于其“即插即用”的方便性。外接设备一旦连接到接口，就可被自动反应并正确识别，而不需要设置开关或跳线，同时它的“热交换性”使其不必重启系统。简单地说，用户仅需插入便可立即使用该外接设备。



USB插接件凭借其使用便捷、即插即用、热插拔、独立供电以及传输速度快等特点，被广泛应用在电脑外设、通讯设备、数码产品以及测试设备等诸多领域，如图1.1所示。USB插接件是现今最成功的传输接口。

USB1.0和USB1.1支持的数据传输速度在低速和全速的外接设备上使用时可分别达到1.5Mbps和12Mbps。USB2.0支持更高端的个人电子设备，比如数码成像和网页发布，这些综合高速电子产品需要在数据传输速度达到480Mbps时仍可正常工作。此外，USB2.0兼容使用USB1.0及USB1.1的软件及外接设备，因此，广大用户可以很容易买到各式各样的低速或高速USB产品。由于USB已经成为PC行业不可或缺的组成部分，USB2.0的推广相对而言就容易多了。USB3.0将采用一种新的物理层，其中，用两个信道把数据传输（transmission）和确认（acknowledgement）过程分离，因而达到较高的速度。为了取代目前所采用的轮流检测（polling）和广播（broadcast）机制，新的规格将采用封包路由（packet-routing）技术，并且仅容许终端设备有数据要发送时才进行传输。新的链接标准还将让每一个组件支持多种数据流，并且每一个数据流都能够维持独立的优先级（separate priority levels），该功能可在视讯传输过程中用来终止造成抖动的干扰。数据流的传输机制也使固有的指令队列（native command queuing）成为可能，因而能使硬盘的数据传输优化[1]。模式

最高传输速度

发布时间

USB 1.0

Low Speed

1.5Mbps

1996

USB 1.1

Full Speed

12Mbps

1998

USB 2.0

High Speed

480Mbps

2000

USB 3.0

SuperSpeed

5Gbps

2008

USB 3.1

SuperSpeed+

10Gbps

2015

因应各种装置的高速应用，USB的频宽从1.0版本（1.5Mbps）、1.1版本（12Mbps）、2.0版本（480Mbps）到3.0版本（5Gbps），速度已经有很大的进步了，而面对将来的需求，新的USB 3.1介面将把频宽再翻倍，提升至10Gbps，同时值得注意的是，编码率也再度提升。

USB 3.0为8b10b编码，也就是每传送10bit资料中，只有8bit是真实的资料，剩余的2bit是做为检查码，因此整个频宽会有高达20%（2/10）的损耗，而新的USB 3.1则是使用128b/132b编码，在132bit的资料中，只需使用4bit做为检查码，传输损耗率大幅下降为3%（4/132），所以USB 3.1不单只是提升频宽而已，连传输效率也增进不少。另外，相较于Thunderbolt，USB 3.1和Thunderbolt1已同样拥有10Gbps的速度，而Thunderbolt 2虽然提供20Gbps，但只是把原本的Thunderbolt 1中两条独立的10Gbps合并，变成单向传输20Gbps，而非双向，而此看来，只要USB 3.1装置正式问市后，频宽速度和应用广度上仍相当具有优势。

USB 3.1是最新的USB规范，该规范由英特尔等公司发起。与现有的USB技术相比，新USB技术使用一个更高效的数据编码系统，并提供一倍以上的有效数据吞吐率（USB IF协会）。它完全向下兼容现有的USB连接器与线缆。USB3.1兼容现有的USB3.0软件堆栈和设备协议、5Gbps的集线器与设备、USB 2.0产品。USB 3.1包含了USB 3.0的大部分特性。USB 3.1作为下一代的USB传输规格，通常被称为“SuperSpeed+”，将在未来替代USB 3.0。USB 3.1新增USB A/V影音传输。使用USB来传输画面其实有很大的便利性，除了USB介面本身就相当广泛外，还能省去一条电源线，直接以USB供电，例如ASUS MB168B+ 15.6吋可携式显示器，就是以一条USB 3.0来连接显示，不过它最多只支持到Full HD等级。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。USB 3.1有三种连接介面，分别为Type-A（Standard-A）、Type-B（Micro-B）以及Type-C。标准的Type-A是目前应用最广泛的介面方式，Micro-B则主要应用于智能手机和平板电脑等设备，而新定义的Type-C主要面向更轻薄、更纤细的设备。

Type-C大幅缩小了实体外型，更适合用于短小轻薄的手持式装置上，Type-C将取代Micro-AB型连接器（支援USB装置直接对传，不需要有主控系统介入），也将取代一般Micro-USB连接器，Type-C仿Apple Lightning连接器，正反均可正常连接使用，较现有Micro-USB更理想，Micro-USB虽有防止反接的防呆机制，但正反均可接的好处胜过防止反接，摸黑状况下都可顺利完成接线。另外，Type-C还有增进的电磁干扰与RFI mitigation特性。

然而由于市场需求大，种类繁多，产品性能良莠不齐，相当数量的USB插接件存在着漏电、接口易损、电流过大、电压不稳、信息失真等问题。

您看此文用了

分

秒,转发只需1秒哟！

    关注 手机快线