USB為通用序列匯流排(Universal Serial Bus)的簡稱,是目前個人電腦週邊產品最為廣泛使用的一種傳輸介面。USB介面 最初是由英特爾與微軟公司倡導發起,其最大的特點是支持熱插拔(Hot-Plug)和即插即用(Plug-n-Play),使用者可在不需重新開機的情況下安裝硬體特性,使用操作遠比透過擴充的 PCI 和 ISA 匯流排方便。


過去PC外部主要的輸出入周邊設備,如鍵盤、滑鼠等都是低速裝置,掃描器和監視器的低階解析度,序列和並列串接埠足可應付。 1990年代以後周邊設備的質 (解析度和資料傳輸速度等)和量(周邊設備數目增多)同步提昇,既有介面連接方式已無法滿足需求。因此在1994年,Intel、Compaq、NEC、 Digital、Northern、IBM、Microsoft等七家公司成立了USB-IF(USB Implementers Forum),顧名思義即為共同協定串接PC與周邊設備的目標所成立的組織,並於1996年1月15日以Intel為首,正式制定USB1.0界面晶片組 的規範標準。


1998年USB 1.1傳輸介面被推出,統稱USB的連接介面。2000年英特爾發表USB2.0的正式規格,目前市面上已有眾多支援USB傳輸介面的電腦周邊產品,如行動碟、印表機、滑鼠等。USB1.1和USB2.0的差別在於傳輸速度。USB2.0(High-Speed)最大傳輸速度 (480Mbps)為USB1.1(Full-Speed)最大傳輸速度(12Mbps)的40倍,而2008年底定義完成的USB3.0(Super-Speed)傳輸頻寬達5Gbps,更是USB2.0的10倍,預計2009年第四季會有相關產品上市。




                


Mini USB介面


Mini USB除了第4針外,其他介面功能皆與標準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。



Micro USB介面



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[1]。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將成為行動裝置資料和電源的標準介面


USB OTG


USB OTG最大的特色在於它提供了一個方式,讓2個USB裝置得以連結。讓未來所有的USB產品都能夠互相溝通,不再需要透過電腦。本文將介紹USB OTG spec中重要的專有名詞及其細部定義。 



以下將介紹USB OTG中重要的專有名詞。 


‧A-Device:接上Mini-A Cable的DRD又稱A-Device,它Default的角色為HOST。 


‧B-Device:接上Mini-B Cable的DRD又稱B-Device,它Default的角色Peripheral。 


‧Host:提供Vbus上的電源,同USB 2.0 spec上的定義,並可發Start Of Frame(SOF)。 


‧Peripheral:同USB 2.0 spec上的定義,一般又稱Device Mode,需回應Host下的Commands。 


‧ID Pin:傳統USB裝置的Connect為4Pin,但OTG裝置使用的Connect為Mini-AB Receptacle,這種Connect多了一個ID Pin。因OTG裝置使用Mini-A和Mini-B的Cable,而Mini-A和Mini-B都可插入Mini-AB Receptacle。所以當2個OTG裝置接在一起,Default那一個OTG裝置當主機端Host,那一個當設備Device呢?答案就在 Cable上,因為一般的USB OTG Chip都有一個ID Pin,而在IC內部有一個Impedance Detect線路去Check Cable上的Impedance。 



而Cable 上Mini-A的ID是Short to GND,Mini-B的ID是OPEN所以USB OTG Chip就可以知道是那一種Cable接上來了,就可以決定DRD Default的角色了,接上Mini-A的DRD又稱A-Device,它Default的角色為HOST,而接上Mini-B的DRD又稱B -Device,它Default的角色為Peripheral。 


OTG 1.0 spec中詳細規定每一種接頭的大小及形狀甚至是顏色,例如Mini-A接頭的外觀是橢圓形,顏色是白色;Mini-B接頭的外觀是長方形,顏色是黑色,以利使用者辨識。


USB3.0


USB介面之所以被廣泛推廣,最重要的原因就是向下相容性,最新的USB3.0也承襲了這項優勢,USB3.0接口可以相容於舊式USB2.0與USB1.1裝置,使用者可以將既有的USB裝置安插在最新的 USB3.0接口,如此可以大幅加速USB3.0的普及性,此外USB3.0傳輸線增加一組差分信號線,並由原先的四根PIN增加為九根,電源輸出也從5V/500mA增加到5V/900mA,讓現行90%以上的的USB設備可以不再接額外的電源順利使用,再加上高達5G的傳輸速度使得USB3.0介面如虎添翼。在MAC麥金塔陣營逐漸減少對於1394 FirWire火線的關注時,USB3.0規格出現預期將會主導未來三年的消費性電子傳輸媒介。



 


 



 



 


 



 



 



 



 
 
 USB 3.0 裝置端帶電源接口
 USB介面可以提供電源輸出不稀奇,因為所有的主機(Host)端都可以提供至少5V/500mA電源,但是USB在裝置(Device)端也可以提供電才稀奇,USB3.0 新增此一最新的連接器,此一連接器源自USB3.0 Type-B 接口變化的規格,其增加了兩個PIN接角(如下規格的第10與11接角)可自USB 裝置竊電的特殊設計,總共可以承載5V/2A電流,也就是連接在USB裝置後的設備未來可以不用在外接電源供應,直接由USB設備取電。這項應用可以用在下面這個例子,例如USB介面印表機要連接UWB (WirelessUSB) Dongle做無線傳輸,目前應用必須對於印表機與Dongle給予分別的電源,相當的不便,未來可以使用此新定義Powered-B 連接口,僅要對於印表機提供電源,Dongle即可自印表機取電。 
  
 
 


 



 
 
文獻參考來源: USB IF 協會 USB3.0 規格書
 


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