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口袋数码E族

苹果安卓数据线为什么不一样?小伙发现了USB接口的秘密

2017-10-14 13:53| 发布者: 孑影吟风| 查看: 353| 评论: 0

摘要:   “今天没戴接口套,插不了。” 朋友无奈地说。  周末出行,他手机没电,我这有充电宝、安卓、苹果数据线各一根,却没法借给他充电,因为他手机的充电口是 Type-C 的,而且出门没带“接口套”。  所谓“接口 ...

  “今天没戴接口套,插不了。” 朋友无奈地说。
  周末出行,他手机没电,我这有充电宝、安卓、苹果数据线各一根,却没法借给他充电,因为他手机的充电口是 Type-C 的,而且出门没带“接口套”。
  所谓“接口套”就是这玩意 ▼



  当时我就疑问:
  手机都差不多,为啥偏偏数据接口还不一样?全弄成一样的不就完了么?Type-C 又是啥?和 USB 不是一个东西吗……
  一番考据,今天来和大家聊聊:关于 USB 的那些事儿
  Let's Rock
  USB诞生
  很久很久以前,世上还只有SB,没有USB,接线串口世界那叫一个丰富多彩,各路接口争奇斗艳。



  那时,数据线并不是插上就能用,还得先来一段“热身运动” —— 在机器上安装驱动程序。每次启用新设备,安装驱动就折腾半天,还不一定成功。
  不光用户嫌麻烦,硬件或软件设备制造商也倍感困扰,大家急需一个统一的行业标准。
  终于,1994年,英特尔、IBM、微软等七家巨头公司凑到了一起,准备共同开发一种新的外设连接技术。
  两年之后,一套全新的接口协议标准,“USB” 诞生了:



  这里插一句,幺哥在上学那会一直不知道 USB 是什么意思,只是觉得念起来朗朗上口:“U,SB”。
  后来才知道 USB 是 Universal Serial Bus 缩写,中文习惯翻译成 “通用串行总线”。
  USB一经问世,便秒杀各路奇葩接线口,不仅支持热插拔、即插即用,直接供电(许多数据接口需要单独供电才能用)
  最关键的,不同厂商的各种设备都可以使用这种接口标准,大大提高了整体行业效率和用户体验。
  鼠标键盘等电脑外设厂商最先响应新的接口标准。在那之前,多数鼠标键盘还插在一种叫 PS/2 的串行接口上。很快,其他设备厂商也跟进使用。
  PS:你能一眼看出来哪个插鼠标,哪个插键盘吗?
  ▼



  没过多久,USB 便被作为大部分硬件设备的主要接口,越来越多的设备会打上这样的标签,“大USB时代”开始:
  一代支持USB认证标志▼



  USB 1.0
  1996年1月发布的首个版本,USB 的标准传输速率只有1.5Mbps。
  1.5Mbps 是多快呢?我们做一道简单的数学换算题:
  单位 Mbps指的是 Mega bit per second(兆比特每秒)。
  b代表比特(bit)是度量信息大小的基本单位,也就是1或0。
  8个bit就是一个字节(Byte)
  所以:1 Mbps = ⅛ MB/s = 0.125 MB/s = 125 KB/s
  所以:1.5 Mbps = 125 KB/s X 1.5 = 187.5 KB/s
  小时候我一直好奇家里网速号称10兆,但下载起来总是达不到10MB/s,其实就是因为单位不一样。(是不是感觉很坑?)
  宽带供应商在宣传时用的单位实际上总是Mbps,计算一下就是10 Mbps = 1.25 MB/s,所以1.25MB/s 就是10兆宽带理论上最大的下载速度啦。
  有点扯远了……总之!USB 1.x 的传输速率上限非常令人捉急,到了90年代,多媒体文件在电脑里使用得越来越多,人们开始琢磨着怎么让它提提速,便开始设计新的标准。
  USB 2.0
  2000年4月,USB 2.0 标准发布,最快传输速率达480Mbps,也就是60MB每秒,一下子就比 USB 1.0 快了320倍!
  除了传输速度大幅度提升以外,USB 2.0标准还对接口的供电标准、接口的物理规格标准等做了详细规范。



  USB 2.0 不仅速度快,还能能兼容之前的 USB1.x 接口的设备,简直“加量不加价”。各路厂商二话不说,再次迅速跟进。
  很快 ,USB 2.0 便成为主流。直到今天,它也还是现在电脑上装备的最重要的接口标准之一。
  USB 2.x 标志 ▼



  USB 3.0
  2008年11月,USB 3.0 标准推出,最大的传输速率又翻了十倍,达到 5Gbps。
  由于 USB 2.0 被称之为 Hi-Speed USB(高速USB), USB 3.0 便被称之为 Super Speed USB (超高速 USB)。



  按照这个逻辑,不知道以后会不会有,超超超高速USB、超超超超超超超高速、超级无敌豪华高速USB……
  除了速度提升、兼容 USB 2.0 标准之外,USB 3.0 对供电部分也做了很大改进。
  它采用了三级多层电源管理技术,可以为不同设备提供不同的电源管理方案,为设备提升了供电功率,本身也减少了耗电。
  有了这些优点,越来越多的设备上开始多了一个蓝色 USB接口,虽然支持 USB 3.0 的设备还没那么多,但即使不用来传数据,充电也是比 2.0 要快的!
  一般会用蓝色来表示 3.0 ▼



  画外音 等等!既然数据接口标准都统一用 USB 3.x 了,那为什么又会蹦出来那么多不一样的接口?为什么手机还有那么多种数据线?
  还有!USB 和 Type - C 是什么关系?
  既然叫 Type-C,那么 Type-A 和 Type -B 又是什么?



  别急别急,听我娓娓道来……
  USB 和 Type-C 什么关系?
  USB 和 Type-C 的关系有点像碗和菜,Type-C 是一种物理载体,相当于盛菜的碗;USB是协议和标准,是碗里盛放的菜。
  盛菜的碗可大可小,只要能盛得下就行。在物理层面,接口类型有可以有很多种,比如: Type-A、Type-B、Type-C、Mini USB、Micro USB 等等。



  生活当中那个被我们称之为“USB插口”的接口类型其实就是 Type-A。



  USB的这个特点,其实在最初的标识上就有所体现:



  如今最常见的安卓手机充电孔叫做 Micro-USB,是专为移动设备制定的接口标准。
  在Micro USB 普及之前,还有一个叫 Mini-USB 的接口,但如今已几乎被 Micro-USB 淘汰。



  总而言之,无论是 Type-A/B/C 还是 Micro USB,接口类型本身只是一个物理载体,USB 3.x 、USB 2.x、USB 1.x 都只是行业标准,真正实现起来,还得看里头具体的方案。
  接口类型是碗,有大有小,USB标准是标准菜谱,但菜做得好不好吃,还得看电子元件厂商的实现方案。
  为此,我请教了安森美半导体(ON Semiconductor,全球知名电子元件供应商)的移动市场高级现场应用工程经理李文辉,他表示:
  虽然 Type-C 和 其他大部分接口类型相比,有正反都能插的好处。但真正的优势并不在表面, 而在于“内涵”。
  Type-C 有24个针脚,USB 2.0 标准中的接口针脚只有5个,USB 3.0 的通常是9~11个。
  然而,Type-C 的体积却并不大,甚至更小。



  针脚数多,意味着它的“施展空间”更大,能做的事情更多,不仅能传输数据,能充电,还能替代3.5mm耳机接口来传输音频;体积小,使得它能应用在各种更广的场景,拥有许多可能性。



  一个小小的 USB Type-C 接口里,其实元件并不少。



  这使得不同厂商提供的解决方案的功耗和体积能够相差几十倍!
  李文辉说:
  目前,安森美半导体提供的Type-C方案,就做到了功耗仅为竞争方案的1/20,且体积还比竞争方案小达95%。
  虽然 Type-C 只是一个接口类型标准,并不意味着 USB 3.x 的高速传输、快充。“用大碗装小菜”的情况还是有(比如一加2和乐视超级手机,接口是Type-C,传输协议却是USB 2.0)
  但无论怎样,Type-C 这个“碗”始终是大的,这也注定了它在将来会承担更重要的角色。在主流报道中, Type-C 被称之为“未来的连接器”,甚至有研究机构直接给出预测:
  到2020年约一半的智能手机和93%的笔记本电脑将含 USB Type-C接口。
  现在有的厂商迟迟不换Type-C ,担心“跑太快,扯着裆”,在 Micro USB 是主流的情况下,推出一个 Type-C 接口的设备,等于给自己的用户添麻烦,消费者还得去买各种配件,谁也不愿意当先吃螃蟹的人。
  但,有价值的东西总有人愿意去尝试。
  Type-C 如今依然凭借着它的优势,在逐渐“占领市场”。新出的 Macbook 用 Type-C 换掉了经典的磁力充电口,迟迟不愿更换数据接口的三星,也在最新的S8用上了 Type-C。
  相信,Type-C 很快便将一统天下。

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