USB接口是如何被定义的？详细介绍

USB：Universal Serial Bus，通用串行总线。USB最初由英特尔与微软倡导发起，最大的特点是尽可能的实现热插拔和即插即用。

USB总线是差分信号吗?什么是USB 2.0、USB 3.0?什么是低速、全速、高速?什么是Type-A、Type-B、Type-C?

针对这些疑问，本文讲述USB相关的一些基础知识。

2USB发展历程

较早版本

USB 0.7：1994年11月发布。

USB 0.8：1994年12月发布。

USB 0.9：1995年4月发布。

USB 0.99：1995年8月发布。

USB 1.0 RC：1995年11月发布。

USB 1.0：1996年1月发布

数据传输速率为1.5Mbit/s(Low-Speed)。无预测及通过检测功能。仅极少数出现在市场上。

USB 1.1：1998年9月发布

修正1.0版已发现的问题，大部分是关于USB Hubs。最早被采用的修订版。数据传输速率为12Mbit/s(Full-Speed)。

USB 2.0：2000年4月发布

增加更高的数据传输速率480Mbit/s(现在称作Hi-Speed)，但受限于BOT传输协议和NRZI编码方式，实际最高传输速度只有35MByte/s左右。

USB OTG(On-The-Go)是USB2.0规格的补充标准。

USB 3.0：2008年11月发布

速度由480Mbps大幅提升到5Gbps，USB 3.0插座通常是蓝色的，并向下兼容USB 2.0。

USB 3.1：2013年7月31日发布

传输速度提升为10Gb/s，比USB3.0的5Gb/s快上一倍，并向下兼容USB 2.0/1.0，电力供应可高达100W。

USB 3.2

在现有的USB Type-C数据在线实现双通道，使用USB 3.2主机连接USB 3.2存储设备，可以实现两条通道10Gb/s的传输速度，理论上也就是相当接近于20Gb/s。

USB 4：2019年9月3日发布

采用Thunderbolt 3协议规格，使Thunderbolt 3设备将能兼容于USB 4，现有3.2及2.0也向下兼容。速度方面加倍来到两条通道总共40Gb/s的传输速度。

3USB版本

USB-IF当前正式的主版本号只有USB 2.0和USB 3.2两个。

(USB-IF：USB Implementers Forum，USB标准化组织)

USB标准化组织主版本只有两个，但现在USB标准中，按照速度等级和连接方式分为以下几种版本：USB 1.0、 1.1、 2.0、 3.0、 3.1、 3.2。

usb接口是通用串行总线的意思，是一种串口总线标准，usb是“Universal Serial Bus”的缩写;usb也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，规范电脑与外部设备的连接和通讯。

usb接口是什么意思

通用串行总线是一种串口总线标准

通用串行总线(英语：Universal Serial Bus，缩写：USB)是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。最新一代是USB4，传输速度为40Gbit/s，三段式电压5V/12V/20V，最大供电100W ，新型Type C接口允许正反盲插。

USB是一个外部总线标准，规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口具有热插拔功能。USB接口可连接多种外设，如鼠标和键盘等。USB是在1994年底由英特尔等多家公司联合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成为当今电脑与大量智能设备的必配接口。USB版本经历了多年的发展，到如今已经发展为USB4版本。对于大多数工程师来说，开发USB2.0接口产品主要障碍在于：要面对复杂的USB2.0协议、自己编写USB设备的驱动程序、熟悉单片机的编程。这不仅要求有相当的VC编程经验、还能够编写USB接口的硬件(固件)程序。所以大多数人放弃了自己开发USB产品。

扩展知识

USB 1.0

USB 1.0是在1996年出现的，速度只有1.5Mb/s(位每秒); 1998年升级为USB 1.1，速度也大大提升到12Mb/s，在部分旧设备上还能看到这种标准的接口。USB1.1是较为普遍的USB规范，其高速方式的传输速率为12Mbps，低速方式的传输速率为1.5Mbps(b是Bit的意思)，b/s 一般表示位传输速度，bps 表示位传输速率，数值上相等。B/s与b/s，BPS(字节每秒)与bps(位每秒)不能混淆。1MB/s(兆字节/秒)=8Mbps(兆位/秒)，12Mbps=1.5MB/s，大部分MP3为此类接口类型。 [2] 如图1所示。

USB 2.0

USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps，折算为MB为60MB/s，足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”(EHCI)定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说，所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题，而且像USB 线、插头等等附件也都可以直接使用。

使用USB为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升，USB接口提供了12Mbps的连接速度，相比并口速度提高达到10倍以上，在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。USB 2.0标准进一步将接口速度提高到480Mbps，是普通USB速度的20倍，更大幅度降低了打印文件的传输时间。

USB 3.0

由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0Promoter Group宣布，该组织负责制定的新一代USB 3.0标准已经正式完成并公开发布。USB 3.0的理论速度为5.0Gb/s，其实只能达到理论值的5成，那也是接近于USB 2.0的10倍了。USB3.0的物理层采用8b/10b编码方式，这样算下来的理论速度也就4Gb/s，实际速度还要扣除协议开销，在4Gb/s基础上要再少点。可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。

USB 3.0在实际设备应用中将被称为“USB SuperSpeed”，顺应此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。预计支持新规范的商用控制器将在2009年下半年面世，消费级产品已经上市。

USB 3.1

USB 3.1 Gen2是最新的USB规范，该规范由英特尔等公司发起。数据传输速度提升可至速度10Gbps。与USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)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。它完全向下兼容现有的USB连接器与线缆。

USB 3.1 Gen2兼容现有的USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)软件堆栈和设备协议、5Gbps的集线器与设备、USB 2.0产品。

USB-IF最新的USB命名规范，原来的USB 3.0和USB 3.1将会不再被命名，所有的USB标准都将被叫做USB 3.2，考虑到兼容性，USB 3.0至USB 3.2分别被叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。

USB 4.0

USB4.0 规范由 USB 实施者论坛于 2019 年 8 月 29 日发布。USB4 基于Thunderbolt 3协议。它支持 40 Gbit/s 吞吐量，兼容 Thunderbolt 3，并向后兼容 USB 3.2 和 USB 2.0。

SB是通用串行总线(Universal Serial Bus)，分为HOST/DEVICE两个角色，所有的数据传输都由主机主动发起，而设备只是被动的负责应答。例如，在读数据时，USB先发出读命令，设备收到该命令后，才返回数据。比如我们的PC跟鼠标通讯，我们的PC是作为USB host角色，鼠标是作为USB device角色来工作。

2.USB接口种类介绍

目前我知道的有几种USB种类：type-A,type-B,type-C,mini usb,macro usb,apple lightning，分别如下图：

USB Type A：该标准一般适用于个人电脑PC中，是应用于最广泛的接口标准

USB Type B：一般用于3.5寸移动硬盘、以及打印机、显示器等连接

USB Type C：USB Type C这个接口名称是在USB 3.1时代之后出现的，该接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高100W)。Type-C双面可插接口最大的特点是支持USB接口双面插入，主要面向更轻薄、更纤细的设备(未来可能统一手机平板的接口，取代Micro USB接口)。

总结说来USB Type-C具有以下特点：

1) 最大数据传输速度达到10Gbit/秒，也是USB 3.1的标准;

2) Type-C接口插座端的尺寸约为8.3mm×2.5mm纤薄设计;

3) 支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，可承受1万次反复插拔;

4) 配备Type-C连接器的标准规格连接线可通过3A电流，同时还支持超出现有USB供电能力的“USB PD”，可以提供最大100W 的电力。

一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器以及移动硬盘等移动设备

在USB2.0时代，Micro USB口出现了，这是USB 2.0标准的一个便携版本，Mini USB的下一代规格，比早期部分手机使用的Mini USB接口更小。这种接口是我们最常见的接口，我们手机的充电接口就是Micro USB接口。