【电子通识】USB发展历史

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【电子通识】USB发展历史

USB接口自1994年推出以来，经过29年的发展，经过USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.x，发展到了现在的USB4；传输速率也从最开始的1.5Mbps，大幅提高到了最新的40Gbps。

USB1.0

• 1996年1月15日推出USB1.0接口规范
• 规定低速传输速率为1.5Mbit/s
• 对外提供供电电压为5V，最大电流500mA
• 一般适用于鼠标、键盘等低速HID设备。
• 支持热插拨

USB1.1

• 1998年9月23日对原来的USB1.0进行升级，提出了USB1.1
• USB1.1规定了全速传输速率为12Mbit/s,并兼容USB1.0的1.5Mbit/s
• 传输线缆最大度度3m
• 对外提供供电电压为5V，最大电流500mA
• 一般适用于鼠标、键盘、U盘，光驱等。
• 一个USB接口理论上可以支持127个设备。

USB2.0

• 2000年4月27日由USB-IF组织提出了USB2.0总线协议规范
• 具备480Mbit/s的高速传输速率，向下兼容低速1.5Mbit/s和全速12Mit/s
• 传输线缆最大度度5m
• 对外提供供电电压为5V，最大电流500mA
• 通过HUB级联的方式，一个USB接口理论上可以扩展127个USB设备
• 支持 4种传输方式：控制传输、中断传输、同步传输和块传输。

USB3.0 /USB 3.2 Gen 1 / USB 3.1 Gen 1

• 超高速USB3.0规范于2008年11月17日出USB-IF组织推出。
• 提供更高的5.0Gbit/s的超高速传输速度，并向下兼容低速1.5Mbits/s、全速12Mbit/s和高速480Mbit/s传输速率
• 对外提供供电电压为5V，最大电流900mA
• 传输线缆最大度度3m
• 增加了新的电源管理功能，支持待机、睡眠以及暂定模式，更加省电。
• 全双工通讯。

USB3.1/USB 3.2 Gen 2 / USB 3.1 Gen 2

2013年7月份，USB 3.1发布，速度翻番至10Gbps，同时USB-IF就把USB 3.0改名为USB 3.1 Gen 1，新的USB 3.1则叫做USB 3.1 Gen 2。

• 2013年7月份发布
• 速度翻番至10Gbps
• 新增USB A/V影音传输。以更适合作为移动设备的输出接口，尤其是可逆的Type-C。
• 将供电的最高允许标准提高到了20V/5A，供电100W。
• 必须使用USB Type-C接口才能达到10Gbps的速度。

音视频特性

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.

电力供应特性

电力供应规范- USB Power Delivery（USB PD），设计上兼容现有的USB 2.0和USB 3.0线材和连接器，新的USB 3.1 Type-C连接器也通用。USB PD支持更高的电压和电流，以满足不同的应用装置，同时也相容现有的USB Battery Charging 1.2充电规格。USB PD为埠对埠的架构，USB和电力沟通讯号分开，电力的供应是透过主机端和装置端的VBus通讯协定来沟通，如果装置支持，则可依组态（Profiles）的电压和电流，提供更高的瓦数供应。USB PD依装置不同分成5个组态（Profiles），皆需要使用新的可侦测线材，才能提供大于1.5A或5V的电力。组态1针对手机，为5V/2A（10W），基本的电力输出，已比USB 3.0的5V/0.9A（4.5W）还多； 组态2为5V/2A或12V/1.5A（最大18W），可为平板和笔电充电；组态3为5V/2A或12V/3A（可提供较大的笔电最大36W的电力）；组态4为最大为20V/3A（60W）（Micro-A/B连接器不支持），组态5为最大为20V/5A（100W）的电力供应，（TYPE-A/B连接器不支持）,也就是说只有type-c才能完全支持最大100W电力供应。USB 3.1供电的提升，以及支持充电的应用将会让USB 3.1有望大一统手机、平板、电脑传输介面。

USB3.2 / USB 3.2 Gen 2x2

• 2017年9月份，USB 3.2发布。
• 据最新公布的规范，USB 3.0、USB 3.1的版本命名都将彻底消失，统一被划入USB 3.2的序列，三者分别再次改名叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2。
• 它们还各自有一个市场推广命名，分别是SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps。
  之所以想出USB 3.2 Gen2x2这样的名字，大概是因为它使用了USB Type-C接口的上下两端全部针脚，速度得以翻番。
• 必须使用USB Type-C接口才能达到20Gbps的速度。

USB4.0

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

因为USB4.0直连CPU的PCIE总线，最高传输速率能达到40Gbps，同时还能传输Displayport视频信号和USB PD快充电流的新一代USB外设传输协议，它本质上是Intel的Thunderbolt3技术，但同时也支持USB协议，因此它能完美向下兼容Thunderbolt3、USB3.2、USB3.1及USB2.0协议，这也就是为USB4.0即将开始大规模普及奠定了普及推广的基石。随着各种移动端设备向轻薄化、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，将会统一采用USB4.0协议的Type-C接口。

转载至网络文章：USB的版本区别和发展历程 - USB中文网 (usbzh)