USB4.0, die Sie möglicherweise nicht vollständig verstehen

Die Rolle und Entwicklung der USB-Technologie

Die USB-Schnittstelle spielt in verschiedenen Aspekten eine unersetzliche Rolle, beispielsweise bei der Hardware-Kommunikation über kurze Entfernungen und der Hardware-Stromversorgung. Unsere Lebensqualität hat sich durch neue Technologien erheblich verbessert. In Verbindung mit der Popularisierung der USB-Typ-C-Technologie steht USB wieder an vorderster Front. In diesem Artikel werden unter anderem hauptsächlich die Entwicklungsgeschichte von USB, das USB4.0-Pinbelegungsdiagramm und die Vorteile von USB4.0 analysiert.

Entwicklung der USB-Technologie

1,USB 1.0

Die Übertragungsgeschwindigkeit von USB 1.0 beträgt nur 1,5 Mbit/s. Nach jahrelanger Entwicklung durch Techniker wurde USB 1.0 1998 auf USB 1.1 aktualisiert, mit einer deutlichen Geschwindigkeitssteigerung auf 12 Mbit/s. Die Übertragungsrate von USB 1.1 beträgt 12 Mbit/s, was 1,5 MB/s entspricht.

1,USB 2.0

USB 2.0 hat eine Übertragungsrate von 480 Mbit/s oder 60 MB/s. Der USB 2.0-Treiber ist mit USB 1.1 kompatibel und kann auch USB 1.1-Geräte ansteuern.

Für unsere F&E-Ingenieure gehören zu den größten Herausforderungen beim Entwurf und der Entwicklung von USB 2.0-Hardwareschnittstellenprodukten die Beherrschung des komplexen USB 2.0-Protokolls, die Entwicklung benutzerdefinierter USB-Gerätetreiber und das Verständnis der entsprechenden Programmierung für ARM , FPGA, Linux usw.

3,USB 3.0

Die ultimative Übertragungsrate von USB 3.0 beträgt unter idealen Bedingungen 5,{3}} Gbit/s. In realen Szenarien erreicht es jedoch typischerweise nur 80 % dieses Maximalwerts, was etwa 10 Mal schneller ist als USB 2.0. Die Übertragungsrate wird deutlich verbessert. USB 3.0 verwendet 8b/10b-Kodierung auf der physikalischen Ebene, sodass die berechnete maximale Übertragungsrate nur 4 Gbit/s beträgt, was in realen Umgebungen sogar noch niedriger sein kann.

4,USB 4.0

Das USB 4.0-Protokoll wurde 2019 veröffentlicht. Was die Hardwareschnittstelle betrifft, verwendet die neueste Generation von USB4.0 den Typ-C-Anschluss. Es beinhaltet im Wesentlichen die Thunderbolt 3-Technologie von Intel und unterstützt den USB-Standard, wobei es mit Protokollen wie Thunderbolt 3, USB 3.2, USB 3.1 und USB 2.0 kompatibel ist.

Da sich mobile Geräte immer weiter hin zu dünneren, leichteren und tragbareren Designs entwickeln, wird USB 4.0 mit seiner Typ-C-Schnittstelle wahrscheinlich zum Standard für zukünftige Geräteschnittstellen werden. Die Typ-C-Schnittstelle mit ihren umfangreichen Ressourcen wird den Anforderungen verschiedener Anwendungsszenarien gerecht.

Nach mehr als 20 Jahren Entwicklungszeit hat sich USB von den anfänglichen 1,5 Mbit/s von USB1.0 auf die heutigen 40 Gbit/s von USB4.0 verbessert.

USB4.0 Hardware-Kabelsequenzdiagramm

1, weiblich:

2, männlich

Zukünftige Hardware-Geräteschnittstellen werden die aktuelle Typ-C-Schnittstelle verwenden, die über umfangreiche Schnittstellenressourcen verfügt, um den Anforderungen unserer verschiedenen Anwendungsszenarien gerecht zu werden.

Vorteile von USB 4.0:

• Schnelle Übertragungsgeschwindigkeit
• Kompakte Größe
• Stärkere Stromversorgungsfähigkeit
• Bessere Skalierbarkeit und umfangreichere Schnittstellen

Zusammenfassung

In einer Zeit des rasanten technologischen Fortschritts ist die USB-Technologie in unserem Leben allgegenwärtig und bietet großen Komfort. Ob USB 3.0, das heute noch verwendet wird, oder USB 2.0, das schrittweise ausläuft, alle Versionen wurden den sich ständig ändernden Bedürfnissen der Benutzer gerecht. Die über USB übertragenen Daten, seien es arbeitsbezogene Daten oder Videoclips und Fotos aus dem täglichen Leben, zeugen von der Entwicklung der Zeit.