USB 3.0USB 3.0[1],其USB速率模式稱為「Super Speed」,是USB(Universal Serial Bus)的第三個主要修訂版本。曾名为USB 3.1 Gen 1,现名为USB 3.2 Gen 1×1,其主要技術標準有:支援全雙工,並採用發送列表區段來進行數據發送,供電標準為900mA,傳輸速度為5Gbit/s。USB 3.0的设计兼容USB 2.0与USB 1.1版本,并採用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。 USB 3.0採用新的封包路由傳輸技術,線纜設計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D+與D-兩條兼容USB 2.0的線路,新增專為新版所設的線路SSRX與SSTX,因此USB 3.0比USB 2.0多了數個觸點。USB 3.0的Standard-A接口繼續採用與早先版本一樣的尺寸方案,接頭採用藍色外觀(USB 2.0 Standard-A接口採用黑色外觀),只是內部觸點有變化,新的觸點將會並排在目前4個觸點的後方。引入展頻時脈技術,降低電磁輻射的逸散。 Intel發表的xHCI規範支持USB3.0的接口,且向下兼容USB 2.0的接口。Windows 8和後續的Windows作業系統都內建原生的USB 3.0支援。 電磁干擾USB使用差分信号進行資料傳輸,以USB 2.0為例,要達成480Mbps的傳輸率,那麼其傳輸的差分信号运作頻率須為240MHz,USB 3.0需要2.5GHz的差分信号頻率方能達成5Gbps傳輸率。而爲了降低高運作頻率產生的電磁干擾,USB 3.0引入扩频,將原本集中在2.5GHz頻率的能量,USB 3.0以2.5GHz為中心呈現正弦的絕對值分布,降低2.5GHz集中的能量,這樣下次出現能量集中的地方為三次谐波7.5GHz(也因這樣所以在USB 3.0線材規範中都有針對7.5GHz制定要求)。[2] 然而,2.5GHz的運作頻率與ISM頻段(2.412~2.462GHz)靠得太近,加上展頻時脈技術的緣故,原本單一的2.5GHz訊號的能量會延展成從直流到數GHz的頻寬干擾,令USB 3.0在運作時其電磁波訊號的能量會覆蓋ISM頻段的訊號,也無法使用濾波器過濾訊號。因此同一電路板上USB 3.0無法與藍牙、2.4GHz頻段的WLAN在相鄰不遠的情況下一同運作,而USB論壇針對此一現象,也僅能要求製造商將電磁遮蔽做好,從USB插槽、線材、直到外接裝置端都要做屏蔽接地的動作,盡量壓低輻射出來的電磁波。[3][4]而實測表明USB 3.0與藍牙、2.4GHz的WiFi裝置在靠近的情況下,出現了斷流、連線中斷、傳輸效能明顯下降等情況,而將USB 3.0的連接點做好遮蔽,或者將藍牙、2.4GHz WiFi等裝置使用延長線連接並遠離USB 3.0裝置,同時運作的干擾問題明顯改善。[5] USB 3.0與ISM頻段的電磁相容性問題,也間接令不少行動裝置(如智能手机)等沒有考慮對USB 3.0的支援,但也有一些智慧型手機支援USB 3.0(如三星Galaxy Note 3)。[6] 針腳定義
USB 3.1USB 3.1 Gen 2×1(SuperSpeed+,官方全名:SuperSpeed USB 10 Gbps)是基於USB 3.0(USB 3.1 Gen 1×1)改良推出的USB連接介面的最新版本。2013年底,負責制定USB 3.0規範的組織USB 3.0 Promoter Group公佈了下一代USB 3.1介面的標準規範。2014年4月,負責USB介面規範的USB開發者論壇(USB-IF)公佈了USB 3.1連接介面設計圖,包括Type-A、Type-B以及全新設計的Type-C[8][9][10][11][1]。 標準的Type-A是目前應用最廣泛的USB介面,Type-B主要用於打印机和傳真等設備,而Type-C用於更輕薄、更纖細的手持設備。2017年後推出的智能手机,其充電傳輸接口幾乎都從之前的microUSB改為USB Type-C。 請注意,USB 3.1 Gen 2在2019年更名後的正確名稱為USB 3.2 Gen 2×1,而USB 3.0則更名為USB 3.2 Gen 1×1。
歷史
與USB 3.0比較
Type-C介面基於USB 3.1規範全新設計的USB Type-C,外觀上最大特點在於其上下端完全一致,這意味著用戶不必再區分USB正反面,兩個方向都可以插入。 USB Type-C介面尺寸為8.3×2.5毫米,小於當前PC的USB介面,但大於許多手機採用的尺寸6.85×1.8毫米的micro-USB介面。至於電力傳輸規格,線材標準為5A,而連接器為3A。 Type-C由於不相容現有的任何類型,因此需要額外設計轉接設備。全球首套USB 3.1主控端與裝置端原型,則由祥碩科技於2014年的USB-IF年會中發表,但因速度僅較USB 3.0快一倍(理論值,實際上不到一倍)。因此於2014年時,眾多大廠仍以主流規格USB 3.0為主及設備端廠商也極少願意跟進投入開發對應的USB3.1產品。[14] USB Type-C還可整合DisplayPort[15]、USB Power Delivery、Thunderbolt。 USB 3.2USB 3.2是2017年7月25日USB開發者論壇(USB Implementers Forum)宣佈基於USB 3.1改良推出的USB連接介面的最新版本,除了將傳輸速度從10Gbps倍增至20Gbps,也建議各裝置統一採用Type-C型式端子為主。此外USB 3.2也能向下相容於較舊的規範,無論是將USB 3.2裝置插入舊端子,或是將舊裝置插入USB 3.2端子,仍能以較低的速度正常運作。
規格與USB 3.1比較
技術突破
新规2022年2月,USB-IF组织对USB的命名进行了重新调整,USB3.2一系列名称被废止,并改为以传输速率为标准的名称(480Mbps规格除外),并要求各厂商在在USB设备商上标注具体的传输速率以方便消费者。同时,该规定取消了原来10Gbps的传输速率档位和100W功率档位,并且USB-IF组织将不再对该两档位的新设备认证。[來源請求] 参考文獻
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