一文带你搞懂“乱七八糟”的USB

USB，好像很好懂的东西，基本是个年轻人就知道，我都不用去深究他是不是学电子的。

不过自从出了3.0后，我就慢慢糊涂了，到底咋搞的，没事，在这半懂不懂之间，咱们开始今天的话题。

我们还是从大家最熟悉的2.0开始说，目前看基本2.0还是占据了绝大部分的市场（主要是老产品用不坏，所以大部分人也不更新。。。。。。）

我们是做硬件的，所以软件我也不去管它。硬件吗，很简单，一切从图上来说话，

USB2.0原理图

5根线，简单明了，你也不用去管是USBA,MiniIUSB还是MicroUSB或者其他什么，总之信号线就2根，差分传输，接口用啥样的你看着办。

USB2.0接口类型

但是既然高速是趋势，而USB应用又那么广泛，那么2.0当然不可能永远霸占天下，这个时候3.0就出来的。从2.0到3.0，从硬件上看是有明显变化的。咱们还是从图来看

USB3.0原理图

信号线从2根变成了6根，最上面的DM/DP，当然是给2.0保留的，因为老规矩，要向下兼容啊。多出来的4根线，SSRXP/N,SSTXP/N，就是3.0独有的传输线，为什么不是2根是4根，所以不得不说3.0确实有了明显的进步，从半双工变成了全双工，很简单，两组差分一边读，一边写，互不相干（理论上如此，但是实际测试至少我没有见过达到真正全双工的，我都在想是不是基本也没人这么用）。

从单组传输线看，从2.0的480Mbps提高到3.0的5Gbps，带宽的确是质的飞跃，从信号角度讲我们可以理解为整条通道（包括信号线，连接器，线缆，芯片）集体升级了，至于用什么接口，还是那句话，你爱用啥就用啥。

USB3.0接口类型

对于人们使用最多的电脑，如何来区分的你的USB接口快慢，很简单，从颜色看,一目了然。

USB2.0与3.0区别

目前为止，大家理解的应该还算清晰明了，但是紧接着USB3.1来了，乱局也就开始了。似乎我们永远都猜不透电子设备厂商的命名逻辑。Intel把USB3.1分成了GEN1和GEN2。

GEN1，我干脆点说，它就是USB3.0（下面我讲的3.1都是指GEN2，GEN1就是3.0，这个不要搞混了）。那么3.1的提升在哪，这个又要扯到USB3.1GEN2,硬件接口定义本身是没变的，但是厂商把单组带宽从5Gbps变成了10Gbps，也就是差分线再次提速了。另外就是3.0的编码方式是8b/10b，也就是每10位数据中只有8位是有效数据，剩下2位是编码时额外加入的，作用是代替时钟信号线来表示时钟信号用于同步。而3.1的编码方式换成了128b/132b，也就是132位数据中只有4位是无效的，这样的编码方式有助于提高效率，所以从有效速率讲，从USB3.0到3.1的速率提升不仅仅是翻倍，其实还要更多。

从颜色上看，一些电脑接口是区分的出来3.1和3.0的，所以下次你再看到蓝色接口的却说是3.1的，那一定是扯淡的，因为那就是3.0的性能。

USB2.0与3.0与3.1区别

USB速率

在这里我们插讲一下另外一个东西，Type-C。其实Type-C只是一种接口，和USB的版本没有任何关系，就像现在大部分手机的Type-C还是2.0的一样，但是因为3.1的微型接口方案一般都是Type-C，某些空间充足的地方也用Type-C来表现自己的先进性，也给广大用户一种3.1=Type-C的错觉。之所以用Type-C，是因为它体积小，不挑方向，电气性能好，恰巧信号管脚又多，所以越来越普及。

Type-C

Type-C

是不是也还算清楚，别急，接着才是最混乱的，USB3.2。

谈到USB3.2我们就要把前面谈及的接口全部抛弃掉，因为到了USB3.2，我们目前只留下了TYPE-C接口。为什么，因为要提速，但是很显然，再简单的增加单组差分线速率已经很难了，那怎么办，不用急，速度不够数量凑，我们来增加通道。上图的TYPE-C不是有很多管脚吗，我们就先把收发通道各增加一组，带宽不就翻倍了，10Gbps变20Gbps，皆大欢喜。还不止，USB3.0和USB3.1我们也不要了，直接都叫USB3.2，当然考虑到兼容性，我们把USB 3.0至USB 3.2分别叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2。这下终于彻底统一了，我也终于从糊涂中慢慢有了清醒的迹象。

讲完这些，其实还有USB4.0，我已经不想再啰嗦了，提速，提速，一切都是提速，不过目前USB 3.2 的配件基本我都很难见到，4.0还是以后再聊吧。

最后我莫名奇妙想起了我们给客户做的USB夹具，好像做的基本都是3.0的,至于3.1,3.2甚至4.0,基本都没听过，也许是因为接口都已经被厂商搞得“乱七八糟”的，所以我们也只能跟着主流走了。或者说如果单从速率上来说，我们的USB3.0夹具其实可以算是3.1的。

迪赛康USB3.0 Fixture 阻抗+-1欧

高速同轴头的选取