通用串行总线（USB）

USB的诞生是为了标准化各种外设的连接方式，比如鼠标、键盘、数字图像设备以及摄像机等。 不过，有些设备，比如打印机、便携式媒体播放器、磁盘驱动器以及个人电脑中的网络适配器，都是使用USB接口来进行通信和供电的。 对于许多设备来说，这种接口已经变得非常常见了。它已经很大程度上取代了诸如串行端口和并行端口这样的传统接口。 与以往使用的其他类型的电池充电器相比，USB接口已经逐渐取代了它们，成为便携式设备的标准充电方式。

什么是通用串行总线（USB）？

通用串行总线（USB）是一种行业标准，它规定了连接器的相关规格。电缆此外，还有用于实现个人计算机之间以及计算机与电源之间的通信、连接和供电的协议。外围设备USB的规格已经经历了三代的发展：

• USB 1.x
• USB 2.0
• USB 3.x

第一个USB标准是在20世纪90年代中期制定的。USB 1.1标准于1995年被宣布，并于1996年正式发布。这一标准在2000年左右仍然非常流行，占据了市场的主导地位。在USB 1.1时代，英特尔推出了USB主机控制器，而飞利浦则开发了用于与消费电子设备进行同步通信的USB音频接口。

在2000年4月，USB 2.0标准被正式宣布。USB 2.0标准经历了多次更新和补充。目前，该标准的维护工作由USB Implementer Forum负责，而USB 2.0标准本身则是在1996年发布的。

USB接口的类型

USB接口有多种不同的形状和尺寸。大多数USB接口都是标准的USB接口、Mini-USB接口以及Micro-USB接口。这些接口还有多种不同的变体。下面列出了每种类型的详细信息。

迷你USB

Mini USB有三种不同的类型：A型、B型和AB型。它通常用于与计算机外设以及数码相机等设备连接。最常见的接口类型就是Mini B型。在最新的设备中，Micro USB和USB-C电缆实际上可以替代Mini USB使用。同轴电缆它用于在两个设备之间传输数据和电力。这种接口适用于移动硬盘、数码相机以及MP3播放器。Micro USB线的一端有一个较小的四角形连接器，而另一端则有一个普通的USB连接器，其头部呈扁平状。这种接口可以轻松地连接到各种移动设备中。虽然这种微型USB接口主要是为移动设备设计的，但它也可以用来在至少拥有一个USB端口的计算机之间进行数据交换，从而实现设备的充电功能。

Micro USB

微型USB是通用串行总线技术的简化版本。它主要用于连接各种小型和便携设备，包括数码相机等。智能手机, GPS各种组件、MP3播放器以及照片设备打印机它最初于2007年被宣布为Mini USB的替代品。

Micro-USB有三种不同的类型：Micro A、Micro B以及Micro USB 3。Micro A和Micro B的连接器尺寸为6.85毫米×1.8毫米，而Micro A的连接器在最大外径上更大一些。由于Micro A的连接器侧面有更多的引脚，因此它可以容纳双倍的电线数量。因此，Micro USB 3与Micro B相比，其传输速度更快。无论是Micro USB还是普通USB版本，它们都具备即插即用以及热插拔的功能，因此仍然被广泛用于各种电子设备中。

USB Type-C接口

USB设备Type-C接口这是一种相对较新的连接器类型，常见于大多数现代Android智能手机以及其他通过USB连接的设备中。通过这种连接器，数据以及电力可以被传输到各种计算设备中。与传统的USB连接方式不同，USB-C接口可以双向连接设备，甚至可以反向连接设备。

USB传输速度

由于USB 1.0是一种外部总线标准，因此它能够支持最多127个外围设备，其数据传输速率则可达12 Mbps。

USB 2.0标准，通常被称为“高速USB”，是由飞利浦、朗讯、微软、惠普、英特尔、NEC和康柏等公司共同在2001年制定的。该标准的传输速率可以达到每秒60兆字节，甚至更高，最高可达480Mbps。

USB 3.0通常被称为SuperSpeed USB 3.0的这项技术，是由Buffalo Technology公司在2009年11月首次推出的。USB 3.0所具有的增强功能与更高的传输速度，有助于提升电源管理效率、提高带宽容量，同时也提升了USB 2.0技术的性能。

可以支持高达5.0吉比特每秒（Gbps）的数据传输速率，或者相当于640兆字节每秒的传输速率。在USB 3.1标准发布之后，为了便于生产考虑，其名称被改为USB 3.1 Gen1。2011年4月，随着戴尔XPS和Inspiron系列电脑的推出，戴尔开始使用USB 3.0接口进行数据传输。

最新版本的USB协议，通常被称为“SuperSpeed”，其发布日期为2013年7月31日。该协议的正式名称为USB 3.1。它支持高达10 Gbps的传输速率。目前，不同的设备都使用USB 3.0和3.1版本来提升设备的速度和性能。

USB的优缺点

通用串行总线被设计出来，目的是为了简化并改进个人计算机与外围设备之间的连接方式。与之前存在的各种标准或专有接口相比，通用串行总线显然具有更高的易用性和效率。

1. USB接口具有自配置功能。这意味着用户无需在设备或接口上调整相关设置来更改传输速度或数据格式，也无需进行其他配置操作。中断输入/输出地址，或者直接访问内存的通道。
2. USB接口在主机端已经实现了标准化，因此任何外设都可以使用任何可用的接口。USB充分利用了可以经济地投入到外设设备中的额外处理能力，从而使外设能够自行管理自身事务。大多数USB设备并没有可供用户调整的界面设置。
3. USB接口支持热插拔功能，也就是说，可以无需重启主机来更换设备。小型设备可以直接通过USB接口供电，从而避免了额外的电源线材的必要性。
4. USB接口定义了各种协议，这些协议旨在提高与以往接口相比的可靠性，同时还能有效处理常见的错误情况。
5. 安装这种基于USB标准的设备时，所需的操作非常简单。

USB的缺点

1. USB线的长度有限制。
2. USB有着严格的规范/规定树形拓扑结构此外，还有主从协议用于管理外围设备。除了通过主机之外，外围设备之间无法直接进行交互。而且，两个主机也无法通过各自的USB接口直接进行通信。
3. 一些高速的外设需要持续稳定的传输速度，而USB标准无法提供这样的性能。
4. 对于产品开发者来说，使用USB需要实现复杂的协议，同时还需要在外围设备中配备智能控制器。
5. 在产品上使用USB标识需要缴纳年度费用，并且必须成为该组织的会员。
   

USB 1.x、USB 2.0以及USB 3.x之间的比较

注意：USB 3.x包括USB 3.0、USB 3.1以及USB 3.2。而USB 3.2标准还包含了两种额外的传输模式：SuperSpeed+（SS+）和SuperSpeed+（SS++）。这两种模式的传输速度分别可以达到20Gbps和40Gbps。