USB Cable:簡介,概述,標準,技術細節,機械和電子標準,USB版本,Pre

USB Cable是連線計算機系統與外部設備的一個串口匯流排標準，也是一種輸入輸出接口技術規範，被廣泛套用於個人電腦和移動設備等信息通訊產品，並擴展至攝影器材、數位電視（機頂盒）、遊戲機等其它相關領域。

基本介紹

中文名：USB Cable
中文：通用串列匯流排
發起：英特爾與微軟倡導
設計：為非對稱式

簡介,概述,標準,技術細節,機械和電子標準,USB版本,Pre-Releases,[編輯]USB 1.0,[編輯]USB 2.0,[編輯]USB 3.0,USB On-The-Go補充標準,

簡介

通用串列匯流排（英語：Universal Serial Bus，簡稱“USB”）

多媒體電腦剛問世時，外接式裝置的傳輸接口各不相同，如印表機只能接LPT port、數據機只能接RS232、滑鼠鍵盤只能接PS/2等。繁雜的接口系統，加上需安裝驅動程式並重新開機才能使用的限制，都不免造成使用者的困擾。因此，創造出一個統一且支援熱插拔的外接式傳輸接口，便成為無可避免的趨勢。

概述

USB最初是由英特爾與微軟倡導發起，其最大的特點是支持熱插拔和即插即用。當設備插入時，主機枚舉到此設備並載入所需的驅動程式，因此在使用上遠比PCI和ISA匯流排方便。

USB速度比並行連線埠（例如EPP、LPT）與串列接口（例如RS-232）等傳統電腦用標準匯流排快上許多。原標準中USB 1.1的最大傳輸頻寬為12Mbps，USB 2.0的最大傳輸頻寬為480Mbps。近期推出的USB 3.0更從480Mbps提升到5Gbps。

USB的設計為非對稱式的，它由一個主機控制器和若干通過集線器設備以樹形連線的設備組成。一個控制器下最多可以有5級Hub，包括Hub在內，最多可以連線128個設備，因為在設計時是使用7bit（位元）定址欄位，二的七次方就等於128，一般人說USB連線127個是指連線（某一設備）時需扣除一個連線主機的USB接頭，而一台計算機可以同時有多個控制器。和SPI-SCSI等標準不同，USB集線器不需要終結器。

USB可以連線的外設有滑鼠、鍵盤、遊戲手柄、遊戲桿、掃瞄器、數位相機、印表機、硬碟和網路部件。對數位相機這樣的多媒體外設USB已經是預設接口；由於大大簡化了與計算機的連線，USB也逐步取代並行接口成為印表機的主流連線方式。2004年已經有超過1億台USB設備；到2007年時，高清晰度數字視頻外設是僅有的USB未能染指的外設類別，因為他需要更高的傳輸速率。

現USB標準中，統一為USB 3.0，向下相容，分為：

USB版本	速率稱號	頻寬	速度
USB 3.0	超高速 SuperSpeed	5Gbps	約500MB/S(5000 Mbit/s)
USB 2.0	高速 Hi-Speed	480Mbps	約60MB/S(60,000KB/S)
USB 1.1	全速 Full Speed	12Mbps	約1.5MB/S(1,500KB/S)
USB 1.0	低速 Low Speed	1.5Mbps	187.5KB/S(192000Bytes/S)

標準

USB On-The-Go

USB實裝論壇（USB Implementers Forum，USB-IF）負責USB標準制訂，其成員包括：蘋果電腦、惠普、NEC、微軟和英特爾。

2001年底，USB-IF公布了USB 2.0規範，與之前的USB 0.9、USB 1.0和USB 1.1一樣，該規範完全向後兼容。隨後，USB-IF公布了USB On-The-Go（USB OTG，當前版本：1.0a）作為USB 2.0規範的補充標準，使其能夠用於在便攜設備之間直接交換數據。

USB的連線器分為A、B兩種，分別用於主機和設備；其各自的小型化的連線器是Mini-A和Mini-B，另外還有Mini-AB（可同時支援Mini-A及Mini-B）的插口。

技術細節

目前USB支持3種數據信號速率，USB設備應該在其外殼或者有時是自身上正確標明其使用的速率。USB-IF進行設備認證並為通過兼容測試並支付許可費用的設備提供基本速率（低速和全速）和高速的特殊商標許可。

1.5 Mbps 的低速速率。主要用於人機接口設備（Human Interface Devices，HID），例如鍵盤、滑鼠、遊戲桿等等。

12 Mbps 的全速速率。在USB 2.0之前是曾經是最高速率，後起的更高速率的高速接口應該兼容全速速率。多個全速設備間可以按照先到先得法則劃分頻寬；使用多個等時設備時會超過頻寬上限也並不罕見。所有的USB連線埠支援全速速率。

480 Mbps 的高速速率。並非所有的USB 2.0設備都是高速的。高速設備插入全速連線埠時應該與全速兼容。而高速連線埠具有所謂事務翻譯器（Transaction Translator）功能，能夠隔離全速、低速設備與高速之間數據流，但是不會影響供電和串聯深度。

5Gbps 的超高速速率。相較於現有USB 2.0的480Mbps最高理論速度，USB 3.0可支援到5.0Gbps，是USB 2.0的10倍。若將USB 3.0套用到外接硬碟、隨身碟或藍光燒錄機等儲存裝置，將可大幅縮短資料傳輸時間。

機械和電子標準

USB信號使用分別標記為D+ 和D- 的雙絞線傳輸，它們各自使用半雙工的差分信號並協同工作，以抵消長導線的電磁干擾。

標準USB連線器觸點

觸點	功能（主機）	功能（設備）
1	VBUS (4.75－5.25 V)	VBUS (4.4－5.25 V)
2	D-	D-
3	D+	D+
4	接地	接地

[編輯]Mini USB接口Mini USB除了第4針外，其他接口功能皆與標準USB相同。第4針成為ID，在mini-A上連線到第5針，在mini-B可以懸空亦可連線到第5針。

Mini USB連線器觸點

觸點	功能	顏色
1	VBUS (4.4–5.25 V)	紅
2	D−	白
3	D+	綠
4	ID
5	接地	黑

[編輯]Micro USB接口

Micro-USB插頭

2007年1月4日，USB實裝論壇（USB-IF）頒布了Micro-USB的插頭標準。該標準將在許多新型智慧型手機和PDA上替代Mini-USB。Micro-USB插頭的插拔壽命為10,000次。相比Mini-USB插頭來說，它的高度減半，寬度相差無幾。OMTP組織最近宣布，Micro-USB將成為移動設備數據和電源的標準接口。

USB版本

Pre-Releases

USB 0.7：1994年11月釋出。

USB 0.8：1994年12月釋出。

USB 0.9：1995年4月釋出。

USB 0.99：1995年8月釋出。

USB 1.0 RC：1995年11月釋出。

[編輯]USB 1.0

USB 1.0：1996年1月釋出。

指定的數據傳輸速率為1.5 Mbit/s (Low-Speed)與12 Mbit/s (Full-Speed)。無預測及通過檢測功能。只有極少數的此類設備出現在市場上。

USB 1.1： 1998年9月釋出。

修正1.0版已發現的問題，大部分是關於USB Hubs。最早被採用的修訂版。

[編輯]USB 2.0

USB 2.0：2000年4月釋出。

增加更高的數據傳輸速率480 Mbit/s (現在稱作Hi-Speed)。根據工程變更通知（Engineering Change Notices|ECN）進一步改進的USB規範。

Mini-B Connector ECN：2000年10月釋出。

規範了Mini-B的插頭及插座標準。注意不要與Micro-B插頭及插座混淆。

Errata as of December 2000：2000年12月釋出。

Pull-up/Pull-down Resistors ECN：2002年5月釋出。

Errata as of May 2002：2002年5月釋出。

Interface Associations ECN：2003年5月釋出。

添加新的描述符以便將多重接口關聯在在單一設備功能中。

Rounded Chamfer ECN：2003年10月釋出。

一項針對Mini-B接口堅固性的建議性、兼容性改進。

Unicode ECN：2005年2月釋出。

這項ECN指定了字串可以使用UTF-16LE編碼。USB 2.0曾指定可以使用Unicode，但沒有指定編碼。

Inter-Chip USB Supplement：2006年3月釋出。

On-The-Go Supplement 1.3：2006年12月釋出。

USB直連（USB On-The-Go）允許兩個USb設備不經獨立USB主機端直接相互通訊。實際使用中，是其中一個USB設備作為其它設備的主機端。

Battery Charging Specification 1.0： 2007年3月釋出。

添加了對充電器（有USB接口的電源適配器）的支持，當供電端（作為充電器的USB主連線埠）和電池連線時，它允許瞬間通過100 mA的電流。如果一個USB設備連線到專用充電器或主連線埠時，最大瞬間電流可達1.5 A。（該文檔並未包含在USB 2.0規範中。）

Micro-USB Cables and Connectors Specification 1.01：2007年4月釋出。

Link Power Management Addendum ECN：2007年7月釋出。

在啟用與待機間增加了新的電源模式。當設備處於這個模式時不向其傳送指令以減少電源消耗。所以，在啟用及睡眠模式間切換要比在啟用及待機模式間切換來的快得多。

High-Speed Inter-Chip USB Electrical Specification Revision 1.0：2007年9月釋出。

[編輯]USB 3.0

USB 3.0接頭

USB 3.0支援全雙工，新增了5個觸點，兩條為數據輸出，兩條數據輸入，採用傳送列表區段來進行數據發包，新的觸點將會並排在目前4個觸點的後方。USB 3.0暫定的供電標準為900mA，將支持光纖傳輸，設計的“Super Speed”傳輸速度為5Gbit/s，若採用光纖可達到25Gbit/s。USB 3.0的設計兼容USB 2.0與USB 1.1版本，並採用了三級多層電源管理技術，可以為不同設備提供不同的電源管理方案。Intel的xHCI已經可以支持USB3.0的接口，向下兼容USB2.0的接口。USB 3.0採用新的封包路由傳輸技術，線纜設計了8條內部線路，除VBus和GND作為電源提供線外，剩餘3對均為數據傳輸線路其中保留了D+與D-兩條兼容USB 2.0的線路，新增了SSRX與SSTX專為新版所設的線路。USB 3.0的A接口繼續採用了與早先版本一樣的尺寸方案，只是內部觸點有變化。

USB On-The-Go補充標準

USB On-The-Go Supplement 1.0 ：2001年12月發布。

USB On-The-Go Supplement 1.0a ：2003年6月發布。

USB On-The-Go Supplement 2.0（當前版本）：

USB Cable