各种数据接口介绍

一、概述

随着电子产品尺寸的轻薄化,我们使用的数据接口也在朝着“轻薄化”的方向发展。很多老旧的接口,也因为电子产品越来越薄无法使用而被淘汰。

现在我们看到的很多接口,基本都是有尺寸更小的版本,比如HDMI有mini-HDMI和micro-HDMI,USB(Universal Serial Bus)同样也有mini-USB和micro-USB。这些尺寸更小的版本,刚好可以用于轻薄类的产品中。

本文主要对各种常用的数据接口进行介绍,包括兼容性很好、更为普及的USB接口,显示器常用的数据接口(如:DP接口,HDMI接口,DVI接口和VGA接口)。

二、各种类型的USB接口

1、USB Type-A

USB Type-A又可称为USB-A。现在很多PC,PC周边外部设备,手机充电器等都采用了这种接口,目前常见的USB插头都是Type-A类型的,是目前普及度最高的USB接口了。

常见的USB-A接口(图片来源于网络)

目前常见的USB Type-A标准接口有以下三种,我们可以从外表鉴别出我们使用的接口是什么类型的。

常见的USB-A标准接口(图片来源于网络)

2、mini-USB

mini-USB接口

3、micro-USB

USB-A的体积相对较大,对一些便携或者体积较小的设备并不友好。micro-USB因需求而诞生了。micro-USB多用在一些手机上,各种类型的USB小型设备上(如USB风扇)。由于micro-USB成本比较低,大量单价较低的USB设备依然选择这种USB接口。

USB 2.0便携版本

micro-USB USB 2.0便携版本

由于micro-USB和USB-A一样在诞生时在设计上没有考虑到高速数据传输的问题。在推出USB 3.0(现已更名为USB 3.2 Gen 1)时原来的硬件设计并不能满足这个条件。但是,USB-A内部空间充足,USB IF(USB开发者论坛)在推出了全新的USB-A设计时,在内部增加了一组共4根线路的SSTX/SSRX用于高速数据传输,并增加了一根GND作屏蔽使用,至此USB-A亦可以进行高速的数据传输了。反观micro-USB的接口设计并不像USB-A那样内部空间充足,无法在内部塞进更多的Pin。为了让小型USB设备支持USB 3.2的传输速度,需要更改micro-USB的设计结构,USB IF决定在原本micro-USB的造型一侧增加结构设计,并在里面增加了5根Pin(Pin的定义与USB 3.2 Type-A是一致的)。从而支持USB 3.2 Gen 2的传输速度。改进后的micro-USB变成了这样。

micro-USB USB 3.0改进版本

现有的电子产品中,除了在移动硬盘盒上,三星note3之外,其他地方几乎看不到它的存在。市场的选择证明,micro-USB 3.0的设计是失败的。

移动硬盘micro-USB数据接口

4、USB Type-B

主要用于外部设备。许多打印机,显示器都在使用Type-B进行数据传输。

USB Type-B接口

5、USB Type-C

USB Type-C又可称为USB-C,是目前USB接口中最新推出的物理接口,伴随着USB3.1标准横空出世。USB-C的设计考虑到未来众多发展上的方向,各项性能都有提升。为了让所有设备进行大统一,USB-C的设计非常先进,是目前性能、功能最强的USB接口。

特性:

(1)支持正反对称插拔,解决实际应用中的反插无法插入的问题,更人性化。

(2)接口纤薄,可支持更加轻薄的设备,可令便携式设备的设计更薄更小。

(3)支持更大功率传输,最大可达100瓦,支持更多的大功率负载设备。

(4)高达40Gbps的传输速度(仅ThunderBolt3)。

(5)支持DP(DisplayPort接口),可为显示器提供高清视频、音频信号输出。

(6)支持双向功率传输,送电和受电均可。

(7)默认的5V供电向后兼容之前的USB接口。

(8)最高可支持20V的电压以及5A的电流。

功能:

充电、显示、数据传输等

应用:

电脑、智能手机、平板等

带宽:

USB-C目前有支持USB 2.0标准和USB 3.0标准的两种形式。

USB Type-C支持USB 2.0:LS / FS / HS

USB3.1 Genl(SuperSpeed USB 5Gbps)和USB 3.1 Gen2(SuperSpeed USB10Gbps)数据传输速率。

USB Type-C示意图(图片来源于网路)

6、总结

USB版本号

理论传输速度

支持的物理接口

USB 1.0

1.5Mbps

0.1875MB/s

USB-A / B / C / micro-USB

USB1.1

12Mbps

1.5MB/s

USB-A / B / C / micro-USB

USB 2.0

480Mbps

60MB/s

USB-A / B / C / micro-USB

USB 3.2 Gen 1*1(USB 3.0 / USB 3.1 Gen1)

5Gbps

640MB/s

USB-A / B / C / micro-USB

USB 3.2 Gen 1*2

10Gbps

1.25GB/s

USB-C

USB 3.2 Gen 2*1(USB 3.1 Gen2)

10Gbps

1.25GB/s

USB-A / B / C / micro-USB

USB 3.2 Gen 2*2

20Gbps

2.5GB/s

USB-C

三、显示器接口

 

1、概述

显示器数据线性能:DP>HDMI>DVI>VGA。

其中VGA是模拟信号,目前已经被主流淘汰。

DVI、HDMI、DP都是数字信号,是目前的主流。

很多老式的显示器都还是VGA接口,所以我们时常会使用一个HDMI或者其他接口转VGA的转接器。

2、DP接口(Display Port)

DP接口

3、HDMI接口(High-Definition Multimedia Interface)

HDMI既能传输高清图形画面信号,也能够传输音频信号,一般来说家里会接电视,而且抗干扰强。目前最高的HDMI2.1标准,支持8K 60Hz和4K 120Hz,分辨率最高可以达到10K。其还支持高动态范围HDR,并且带宽提高到了48Gbps。

HDMI接口

4、DVI接口(Digital Visual Interface)

DVI是高清接口,但不带音频,也就是说,DVI视频接线只传输画面图形信号,但不传输音频信号。

DVI接口

5、VGA接口(Video Graphics Array)

VGA接口

参考文献

[1] https://baike.baidu.com/item/USB%20Type-C/16565059?fromtitle=Type-C&fromid=16565336&fr=aladdin

[2] https://blog.csdn.net/m0_37526672/article/details/80348521

[3] https://zhuanlan.zhihu.com/p/28974787

[4] https://zhuanlan.zhihu.com/p/47887907

[5] https://blog.csdn.net/sandalphon4869/article/details/95655309

[6] https://baijiahao.baidu.com/s?id=1604839284121044030&wfr=spider&for=pc

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