Introduced a variety of data interfaces

I. Overview

 

With the size of thin electronic products, we use the data interface is also developing in the "thin and light" direction. Many old interface, but also because more and more thin electronic products can not be used and be eliminated.

Now we see a lot of interfaces, there are basically smaller versions, such as mini-HDMI and HDMI have micro-HDMI, USB (Universal Serial Bus) also has a mini-USB and micro-USB. These smaller versions, just can be used for thin and light products.

This paper focuses on a variety of common interface description data, including good compatibility, more popular USB interface, a display common data interface (such as: DP interface, HDMI interface, DVI and VGA interface).

 

Second, the various types of USB interfaces

 

1、USB Type-A

USB Type-A can also be called USB-A. Now a lot of PC, PC peripheral external devices, cell phone chargers, adopted such an interface, the current common are Type-A USB plug type, it is the highest popularity of the USB interface.

Common USB-A interface (Photo from Internet)

 

Current common USB Type-A standard interface has the following three, we can identify from the appearance of the interface we use what type.

Common USB-A standard interface (Photo from Internet)

 

2、mini-USB

mini-USB Interface

 

3、micro-USB

Volume USB-A is relatively large, some of the smaller volume of the portable device or not friendly. micro-USB because demand was born. micro-USB is used in some mobile phones, USB on various types of small devices (e.g., USB fan). Since the micro-USB relatively low cost, a large number of low priced USB device still choose this USB interface.

USB 2.0 portable version

micro-USB USB 2.0 portable version

 

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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