文章整理自EDA365D電子論壇<FPGA|CPLD論壇>

USB全稱Universal Serial Bus（通用串行總線），是一個外部總線标準，用于規範電腦與外部設備的連接和通訊。是應用在PC領域的接口技術。

USB接口支持設備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯合提出的。

今天我們一起看看USB2.0、USB3.0和即将到來的USB4.0有什麼區别！

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USB 2.0

接口分為四種類型A型、B型、Mini型還有後來補充的Micro型接口，每種接口都分插頭和插座兩個部分，Micro還有比較特殊的AB兼容型。

A型USB插頭（plug）和 A型USB插座（receptacle）

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引腳順序（左側為Plug，右側為Receptacle）：

引腳定義：

封裝尺寸（單PIN Receptacle）：

B型USB插頭（plug）和B型USB插座（receptacle）

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引腳順序（左側為Plug，右側為Receptacle，注意箭頭所指斜口向上，USB端口朝向自己）：

引腳定義、封裝尺寸均與A型USB引腳說明相同。

封裝尺寸（單PIN Receptacle）：

Mini B型USB插頭（plug）和Mini B型USB插座（receptacle）

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引腳順序（左側為Plug，右側為Receptacle，注意寬邊在上，USB端口朝向自己）：

引腳定義：

封裝尺寸（Receptacle）：

以上部分為USB 2.0規範内容，下面的Micro USB實際上是在2006年才發布的補充規範，由于該接口定義無法後向支持USB 3.0協議，故仍然歸于USB 2.0協議包。

Micro USB插頭和插座

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Micro USB補充定義用于蜂窩電話和便攜設備的Micro USB接口，比Mini USB接口更小。其中标準A型和标準B型及Mini-B型都是在USB 2.0規範裡定義，2006補充的Micro USB規範定義了，補充了以下定義：

Micro-B plug and receptacle

Micro-AB receptacle

Micro-A plug

由于該協議文檔極不清晰，相關插圖也是采用貼圖形式，所以不再抓圖介紹，隻放兩個實物照片上來看一下（圖片來源:USB MOBILE）：

引腳順序：

Micro-USB（右圖）從左到右：1、2、3、4、5，引腳定義同Mini-USB：1為V 、2為D-、3為D 、4為ID、5為GND。

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USB 3.0

USB3.0 —— 也被認為是SuperSpeedUSB，為那些與PC或音頻/高頻設備相連接的各種設備提供了一個标準接口。

USB 3.0在保持與USB 2.0的兼容性的同時，還提供了下面的幾項增強功能：

● 極大提高了帶寬——高達5Gbps全雙工（USB2.0則為480Mbps半雙工）；

● 實現了更好的電源管理；

● 能夠使主機為器件提供更多的功率，從而實現USB——充電電池、LED照明和迷你風扇等應用；

● 能夠使主機更快地識别器件；

● 新的協議使得數據處理的效率更高。

USB3.0可以在存儲器件所限定的存儲速率下傳輸大容量文件（如HD電影）。例如，一個采用USB3.0的閃存驅動器可以在15秒鐘将1GB的數據轉移到一個主機，而USB 2.0則需要43秒。

USB 3.0之所以有“超速”的表現，完全得益于技術的改進。相比USB 2.0接口，USB 3.0增加了更多并行模式的物理總線。

USB 3.0利用了雙向數據傳輸模式，而不再是USB 2.0時代的半雙工模式。簡單說，數據隻需要朝一個方向流動就可以了，簡化了等待引起的時間消耗。

USB 3.1是最新的USB規範，該規範由英特爾等大公司發起。與現有的USB技術相比，新USB技術使用一個更高效的數據編碼系統，并提供一倍以上的有效數據吞吐率(USB IF協會)。它完全向下兼容現有的USB連接器與線纜。

USB 3.1兼容現有的USB3.0軟件堆棧和設備協議、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0産品。

usb3.1并不像2.0、3.0那樣是實際的接口，usb3.1是一個規範、标準，包括兩種generation（usb3.1 gen1，usb3.1 gen2）

在最新的USB 3.1标準中，有三種接口樣式，一個是Type-A（即Standard-A，傳統計算機上最常見的USB接口樣式），一個是Type-B（既Micro-B，目前主流Android智能手機使用的接口樣式），另外一個就是Type-C（比較新的設計接口樣式）。

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USB 4.0

USB作為現在數據傳輸上的标準協議，随着數據量的上升，網絡傳輸速率的大增，也面臨着些許焦慮。有消息稱USB-IF标準組織連發“彈幕”，透露了USB 4（USB 4.0）将在今年晚些時候發布。

USB協議從3.1到4.0，傳輸速率提升4倍。

目前電子設備數據傳輸一般基于USB 3.1标準，隻從傳輸速率上來看，USB 3.0（即USB 3.1 Gen1）的最大傳輸速率為5Gbps（500MB/s），USB 3.1 Gen2的最大傳輸速率為10Gbps。

根據USB Promoter Group在2019年2月公布的信息來看，USB 4.0的最大傳輸速率為40Gbps，相較于USB 3.1翻了4倍。

相較而言，在USB 3.2普及之前，更高效的USB 4.0也再次被提上日程。而關于USB 4.0的關鍵特性，USB-IF具體給出以下三點特性：

●采用雙通道USB Type-C标準，傳輸速率高達40Gbps；

●支持多個數據和顯示協議，以便在總線上有效共享可用帶寬；

●向下兼容USB 3.2、USB 2.0和Thunderbolt 3。

針對USB 4.0相關消息來看，關鍵一點在于将融合英特爾的雷電（Thunderbolt）技術。

而關于完整USB 4.0規範的的推出時間，USB-IF表示，将會在今年下半年推出，預計在制造商開始生産設備之前還需要一年半的時間。

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