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浅析各类USB技术协议和新的USB4.0接口优缺点

你不一定了解的USB4.0

一、前言

USB接口短距离硬件通信硬件供电等各个方面具有不可取代的作用,我们的生活质量也在新技术中的得到提高,加之USB Type-C技术的普及,USB重新站在了风口浪尖。为此,本文主要对USB发展历程、USB4.0线序图、USB4.0优点等方向进行分析讲解。

1 USB4.0接口

二、USB技术发展

1、USB 1.0技术

USB1.0传输速度只有1.5Mb/s,经过无线技术人员几百个日夜的努力下,USB1.01998年版本升到了为USB 1.1,速度也大大提升到12Mb/s,USB1.1高速传输方式的传输速率为12Mbps,传输速率为1.5MB/s。

2、USB 2.0技术

USB2.0设备传输速率达到了480Mbps,为60MB/s,USB 2.0的驱动程序可以驱动USB1.1,并且能够和USB1.1兼容。

对于我们的研发工程师而言,在设计、研发USB2.0硬件接口产品的过程中,主要的难度在于:需要掌握复杂的USB2.0协议,自己开发USB设备的驱动程序,以及还需要了解相应的ARM、FPGA、Linux等程序编写。

3、USB 3.0技术

USB3.0在完美条件下的极限传输为5.0Gbps,生活只能达到极限状态值的80%,那也相当于USB 2.0的极限传输速率值的10倍,传输速率显著提升。USB3.0物理层采用8b/10b编码方式,这样算下来的极限传输也就4Gbps,在现实环境中的传输速率的基础上相较而言还会再少一些。

4、USB 4.0技术

USB4.0协议是2019年发布的,在硬件接口上,最新一代USB4.0采用了Type-C的硬件接口,它本质上是使用的Intel公司雷电3(Thunderbolt3技术,也支持USB标准,能够兼容Thunderbolt3、USB3.2、USB3.1及USB2.0协议。

2  USB4.0接口

随着各种移动端设备向轻薄、便携化方向发展,加上USB4. 0也使用了Type-C接口,以后的设备接口选型方向,统一采用USB4.0协议的Type-C接口。

USB技术经过二十几年的发展,已经从最初USB1.0的1.5Mbps提升到今天USB4.0的40Gbps。

3 USB4.0协议

三、USB4.0接口硬件线序图

1、USB4.0接口母头线序图

4 USB4.0接口

2、USB4.0接口公头线序图

5 USB4.0接口公头

以后的硬件设备接口会使用现在的Type-C接口,它具有丰富的接口资源,满足我们的各种应用场景需求。

四、USB4.0协议的优点

1、传输速度快;

2、体积小;

3、供电能力更强;

4、扩展性,接口更丰富;

五、USB技术的应用

在科技快速进步的日子,USB已经在我们的生活中随处可见,它给我们带来的极大的便利性,不管是现在仍在沿用的USB3.0,还是正在逐步被淘汰USB2.0,他们都承载着人们日益变化的需求,那些通过USB传输的数据中,不管是在工作中产生数据,还是记录生活的视频片段、照片,都真实地见证时代的发展。

在今天,全人类每年产生的数据量高达59ZB,USB4.0的产生降低了我们转移大文件的时间,让我们有更多的时间去处理我们想要的文件。但是,现在网上的数据量太多,其中无用的数据比比皆是,也会让我们在数据选取上造成困扰,有时我们也会思考,到底什么数据才是正确的,同时在该方面增加我们的时间成本。


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