什么是Type-C USB?Type-C USB有哪些接口形式?


一、什么是USB Type C?
Type C 作為USB的一種形式,我們先來認識一下USB這個非常非常常用的數(shù)據(jù)接口。 伴隨著計算機的出現(xiàn),它就需要和許多外部設(shè)備進行連接,比如鼠標,鍵盤,打印機,掃描儀,攝像機,手機等等。如下圖所示,在一個臺式機上竟然有這么多的接口,比如老式鍵盤鼠標所用的PS/2 接口, VGA接口,網(wǎng)線接口,耳機接口等等。USB接口作為其中一個,最早我們經(jīng)常用它來連接 U 盤,因為這個U盤的全稱就是 USB Disk?,F(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛,鼠標,鍵盤,耳機等等都可以通過USB接口來進行連接通信。

USB是Universal Serial Bus 的首字母縮寫詞,中文翻譯過來就是通用串行總線,它既是一種接口形式,也是一種數(shù)據(jù)傳輸標準。最早在1994年有Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC 和 Nortel等公司聯(lián)合研發(fā)推出的用于替換原來的并行接口和串行接口的數(shù)據(jù)接口形式。

串行接口總線 USB接口標準由USB 開發(fā)者論壇組織 USB-IF發(fā)布,到目前為止已經(jīng)從1996年發(fā)布的USB1.0發(fā)展到了現(xiàn)在的USB4.0。其傳輸速率不斷提升,目前的USB4.0 最大傳輸速率為40Gbps,比最早的USB1.0 時期的1.5Mbps快了大約兩萬多倍。隨著傳輸速度的加快,USB的應(yīng)用也越來越廣泛,幾乎一統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕?/span>

USB有哪些接口形式?
USB作為一種串行數(shù)據(jù)協(xié)議,其數(shù)據(jù)傳輸離不開物理結(jié)構(gòu)。到今天為止,USB IF 標準組織提供了多種USB接口形式,主要有 Type A,Type B,Type C,以及其小型化版本—— USB Mini A,USB Mini B, USB Micro C 以及 USB Micro B Supper Speed 等等。

Type A
Type A 就是我們常用的電腦數(shù)據(jù)接口,又叫做USB A,其接口形式如下圖所示。USB TYPE-A連接器位于計算機和集線器的主機控制器上,是一個扁平的矩形接口。該接口通過摩擦將連接固定到位,使用戶可以輕松連接和斷開連接。TYPE-A連接器不是圓形引腳,而是使用可以很好地承受連續(xù)連接和拆卸的扁平觸點。A型插槽連接器提供“下游”連接,僅用于主機控制器和集線器。

USB Type A 這里有一點需要注意的是,從USB1.0 到USB3.0 都支持Type A接口形式,其外觀看上去是一樣的,但是內(nèi)部引腳功能是不同的,這里要注意加以區(qū)分,通常情況下,我們可以觀察USB內(nèi)部塑料顏色來進行區(qū)分,白色一般為USB1.0或USB1.1,黑色為USB2.0,藍色9線為USB3.0。 下圖是USB3.0 的引腳圖紙和定義。

Type B
TypeB和TypeA的接口外形不同,TypeB 內(nèi)部為正方形,外部為梯形,結(jié)構(gòu)比較堅固,但是所占用體積也比較大。通常我們所用的打印機一般采用這種數(shù)據(jù)接口形式。 USB Type B的引腳圖紙如下

USB mini 和 Micro
在TypeC 出現(xiàn)之前,為了適配小型化的需求,發(fā)展出了 USB Mini版本和 USB Micro 版本,這兩個版本都在 電子設(shè)備中被大量應(yīng)用過,比如在移動硬盤和數(shù)碼相機上應(yīng)用比較廣泛的 USB Mini 系列。

以及在手機上應(yīng)用最廣泛的 USB Micro 接口,這種接口比 Mini 型更扁,也就能支持更薄的手機設(shè)計,但是其內(nèi)的舌頭也更為脆弱,相比好多小伙伴都有因為方向插反導(dǎo)致舌頭折掉的經(jīng)歷。

閃電口Lighting
提到小型化的應(yīng)用,那就不得不說一下蘋果的lighting 端口了。自從用上閃電接口,晚上閉著眼睛也能給手機充電了。 在2012年的時候,蘋果推出了獨有的8-pin 的lighting 接口,國內(nèi)通常稱為閃電口或者蘋果口。這種閃電接口不僅具有堅固的結(jié)構(gòu),也支持正反隨便插入。盲插的感覺讓用USB micro 的小伙伴羨慕不已。 Lighting 端口正反兩面各有8個pin,外觀看上去完全一樣,非常適合盲插。但是從pin定義來看,AB面還是有一些區(qū)別的。那是如何做到正反插入都能正常工作的呢?


不得不佩服 lighting接口發(fā)明者的設(shè)計能力了。下圖是lighting 的原理圖,從圖中可以看出,A面的1腳與B面4腳連通;A面的4腳與B面5腳連通;A面的5腳與B面的8腳連通;A面8腳與B面1腳連通。這樣的內(nèi)部構(gòu)造就決定了用戶不管插哪一面都能保證數(shù)據(jù)線正常工作了。

但是蘋果的封閉性大家都是非常熟悉的,難道讓其他廠商也用蘋果的lighting,蘋果公司可真是閉著眼睛掙錢了。要知道一根幾塊錢成本的linghting 充電線,在蘋果官網(wǎng)可是賣到上百塊錢啊,僅僅是lighting的MFI授權(quán),也要三四美金,遠超一根充電線的生產(chǎn)成本。 USB開發(fā)者論壇為此傷透了腦筋,我也要面子的啊。
Type C
在lighting 接口推出后的幾個月,USB IF 在2013年1月份的美國消費電子展上就推出了USB3.1標準,隨之推出了新型的USB接口,也就是Type C接口,支持最高傳輸速率10GB/s。從外形上,Type C和原來的 A ,B 差別很大,插座端的尺寸約為8.3mmX2.5mm纖薄設(shè)計;支持從正、反兩面均可插入的“正反插”功能,可承受1萬次反復(fù)插拔;配備 Type-c連接器的標準規(guī)格連接線可通過3A的電流,同時還支持超出現(xiàn)有USB供電能力的" USB PD”,可以提供最大達100W的電力。 從此,再也不用為了插不進去而煩惱了。 可是小伙伴們仔細看一下 這個 type-C 和 lighting, 有沒有一種“逆向研發(fā)”的嫌疑。這難道不是把蘋果lighting的插座拉了一根線? 反正我第一次看到這種 C 口的時候,就有一種把蘋果充電線插頭插進去的沖動。 隨便了,科技上的事情誰也說不清楚,尤其是射頻接頭,一個端面尺寸定義就可以生成一個專利,就可以壟斷這類接頭的生產(chǎn)銷售。對于我們消費者來說,好用才是硬道理。 不同于lighting 的單面8根pin,Type C的內(nèi)側(cè)單面有12根pin,比 lighting 多了4根,這四根也就解決了lighting上層發(fā)現(xiàn)的很多問題,比如充電功率小,數(shù)據(jù)傳輸慢等。 下圖是TypeC 的pin 針定義。上圖為插頭橫截面,下圖為插座橫截面。

更詳細的pin 針定義,請參考下圖。

對比上文蘋果 Lighting 接口的定義,是不是越來越覺得像了。難怪蘋果堅持了這么久也不用,一直等到歐盟法令生效才開始應(yīng)用。原來是心里面咽不下這口氣啊。 不管你信不信,科技的盡頭也是政治。在最新的IPhone15上,縱使有錢如蘋果公司也是向政治低下了高傲的腦袋瓜子。但是換上TypeC的好處也是大大的,傳輸速度也是飆升,達到20倍的文件傳輸速度。TypeC 也就成了即 3nm芯片 A17 之后最受關(guān)注的一個亮點。
二、什么是USB Type C?
USB Type-C是一種USB接口外形標準,擁有比Type-A及Type-B均小的體積,既可以應(yīng)用于PC(主設(shè)備)又可以應(yīng)用于外部設(shè)備(從設(shè)備,如手機)的接口類型。USB Type-C有4對TX/RX分線,2對USBD+/D-,一對SBU,2個CC,另外還有4個VBUS和4個地線。其主要特性包括支持正反插、傳輸速度快、擴展能力強、支持多種傳輸協(xié)議等特點。此外,USB Type-C還具有出色的電源管理功能,支持快速充電和雙向充電,廣泛應(yīng)用于各種移動設(shè)備、平板電腦、筆記本電腦等電子產(chǎn)品中。
常見的Type-C USB類型及其詳細介紹:
USB 2.0 Type-C:支持USB 2.0協(xié)議,傳輸速率較慢,但兼容性好,應(yīng)用廣泛。
USB 3.0 Type-C:支持USB 3.0協(xié)議,傳輸速率較快,常用于高速數(shù)據(jù)傳輸。
USB 3.1 Gen 1 Type-C:支持USB 3.1 Gen 1協(xié)議,傳輸速率較快,兼容性好。
USB 3.1 Gen 2 Type-C:支持USB 3.1 Gen 2協(xié)議,傳輸速率更快,常用于高清視頻傳輸。
USB 3.2 Gen 1 Type-C:支持USB 3.2 Gen 1協(xié)議,傳輸速率較快,兼容性好。
USB 3.2 Gen 2 Type-C:支持USB 3.2 Gen 2協(xié)議,傳輸速率更快,常用于高速數(shù)據(jù)傳輸。
USB 3.2 Gen 2x2 Type-C:支持USB 3.2 Gen 2x2協(xié)議,傳輸速率更快,常用于高清視頻傳輸和高速數(shù)據(jù)傳輸。
USB 4 Type-C:支持USB 4協(xié)議,傳輸速率極快,支持多通道數(shù)據(jù)傳輸和視頻傳輸。
Thunderbolt 3 Type-C:支持Thunderbolt 3協(xié)議,傳輸速率極快,支持多通道數(shù)據(jù)傳輸和視頻傳輸。
HDMI Type-C:支持HDMI協(xié)議,用于視頻傳輸,可以直接將顯示器與筆記本電腦等設(shè)備連接。
DisplayPort Type-C:支持DisplayPort協(xié)議,用于視頻傳輸,可以直接將顯示器與筆記本電腦等設(shè)備連接。
VGA Type-C:支持VGA協(xié)議,用于視頻傳輸,可以直接將顯示器與筆記本電腦等設(shè)備連接。
DVI Type-C:支持DVI協(xié)議,用于視頻傳輸,可以直接將顯示器與筆記本電腦等設(shè)備連接。
USB-PD Type-C:支持USB Power Delivery協(xié)議,可以實現(xiàn)快速充電和高壓充電。
Audio Jack Type-C:支持音頻傳輸,可以直接將耳機或揚聲器與設(shè)備連接。
Ethernet Type-C:支持以太網(wǎng)連接,可以實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)連接。
Card Reader Type-C:支持存儲卡讀取,可以直接將存儲卡中的數(shù)據(jù)與設(shè)備連接。
SD Card Reader Type-C:支持SD存儲卡讀取,可以直接將SD卡中的數(shù)據(jù)與設(shè)備連接。
MicroSD Card Reader Type-C:支持MicroSD存儲卡讀取,可以直接將MicroSD卡中的數(shù)據(jù)與設(shè)備連接。
USB OTG Type-C:支持USB On-The-Go協(xié)議,可以實現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享和連接。
USB Host Type-C:支持USB主機協(xié)議,可以實現(xiàn)多個設(shè)備同時連接到一個主機設(shè)備上。
USB Client Type-C:支持USB客戶端協(xié)議,可以實現(xiàn)設(shè)備連接到主機設(shè)備上并作為客戶端使用。
USB Charging Type-C:支持USB充電協(xié)議,可以實現(xiàn)快速充電和高壓充電。
Power Delivery Charging Type-C:支持Power Delivery充電協(xié)議,可以實現(xiàn)更快和更高質(zhì)量的充電。
Battery Charging Type-C:支持電池充電協(xié)議,可以直接將電池連接到Type-C接口上進行充電。
Wireless Charging Type-C:支持無線充電協(xié)議,可以實現(xiàn)無線充電功能。
Vehicle Charging Type-C:支持車載充電協(xié)議,可以直接將車載充電器連接到Type-C接口上進行充電。
Data Syncing Type-C:支持數(shù)據(jù)同步協(xié)議,可以實現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)同步和備份。
Video Outputting Type-C:支持視頻輸出協(xié)議,可以將設(shè)備的顯示內(nèi)容輸出到外部顯示器上。
Audio Inputting Type-C:支持音頻輸入?yún)f(xié)議,可以將外部音頻輸入到設(shè)備中。
GPS Receiver Type-C:支持GPS接收器協(xié)議,可以直接將GPS接收器連接到Type-C接口上進行定位和導(dǎo)航。
Barcode Scanner Type-C:支持條形碼掃描器協(xié)議,可以直接將條形碼掃描器連接到Type-C接口上進行掃描和識別。
Fingerprint Scanner Type-C:支持指紋掃描器協(xié)議,可以直接將指紋掃描器連接到Type-C接口上進行身份驗證和安全控制。
IR Blaster Type-C:支持紅外發(fā)射器協(xié)議,可以直接將紅外發(fā)射器連接到Type-C接口上進行遙控器控制和信號傳輸。
Environmental Sensor Type-C:支持環(huán)境傳感器協(xié)議,可以直接將環(huán)境傳感器連接到Type-C接口上進行環(huán)境監(jiān)測和控制。
Temperature Sensor Type-C:支持溫度傳感器協(xié)議,可以直接將溫度傳感器連接到Type-C接口上進行溫度測量和控制。
Pressure Sensor Type-C:支持壓力傳感器協(xié)議,可以直接將壓力傳感器連接到Type-C接口上進行壓力測量和控制。
Light Sensor Type-C:支持光線傳感器協(xié)議,可以直接將光線傳感器連接到Type-C接口上進行光線測量和控制。
Proximity Sensor Type-C:支持接近傳感器協(xié)議,可以直接將接近傳感器連接到Type-C接口上進行物體距離測量和控制。
Rotation Sensor Type-C:支持旋轉(zhuǎn)傳感器協(xié)議,可以直接將旋轉(zhuǎn)傳感器連接到Type-C接口上進行旋轉(zhuǎn)角度測量和控制。
Gyroscope Sensor Type-C:支持陀螺儀傳感器協(xié)議,可以直接將陀螺儀傳感器連接到Type-C接口上進行旋轉(zhuǎn)和姿態(tài)測量。
Altimeter Sensor Type-C:支持高度計傳感器協(xié)議,可以直接將高度計傳感器連接到Type-C接口上進行高度測量和控制。
Thermometer Sensor Type-C:支持溫度計傳感器協(xié)議,可以直接將溫度計傳感器連接到Type-C接口上進行溫度測量和控制。
Humidity Sensor Type-C:支持濕度傳感器協(xié)議,可以直接將濕度傳感器連接到Type-C接口上進行濕度測量和控制。
Gas Sensor Type-C:支持氣體傳感器協(xié)議,可以直接將氣體傳感器連接到Type-C接口上進行氣體檢測和控制。
PH Sensor Type-C:支持PH值傳感器協(xié)議,可以直接將PH值傳感器連接到Type-C接口上進行PH值測量和控制。
Oxygen Sensor Type-C:支持氧氣傳感器協(xié)議,可以直接將氧氣傳感器連接到Type-C接口上進行氧氣濃度測量和控制。
Carbon Dioxide Sensor Type-C:支持二氧化碳傳感器協(xié)議,可以直接將二氧化碳傳感器連接到Type-C接口上進行二氧化碳濃度測量和控制。
UV Sensor Type-C:支持紫外線傳感器協(xié)議,可以直接將紫外線傳感器連接到Type-C接口上進行紫外線強度測量和控制。
Toxins Sensor Type-C:支持毒素傳感器協(xié)議,可以直接將毒素傳感器連接到Type-C接口上進行有毒氣體檢測和控制。
責任編輯:David
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