USB 連接上游主機到下游週邊，由主機供電並主導傳輸。連接器分 Type A 和 Type B，分別區別角色是主機、還是週邊。主機上放 Type A 插座，週邊放 Type B 插座，中間用 Type A 轉 Type B 的 USB 線連起來。週邊也可以直接提供 Type A 插頭的 USB 線。
小結：有 Type B 插座或 Type A 插頭就是週邊。
↓主機↓ Type-A ↓USB 線↓ Type-B ↓週邊↓ [Type A 插座]←→[Type A 插頭----Type B 插頭]←→[Type B 插座] [Type A 插座]←→[Type A 插頭 ]
標準 USB 有 4 個訊號：VBUS、D-、D+、GND。
隨著手持設備出現，發展出較小的 mini USB 連接器及 micro USB 連接器，各自都有 Type A 和 Type B 兩種 -- mini-A、mini-B、micro-A、micro-B，共四種插座、四種插頭，而之前的就稱為 Standard-A、Standard-B。在主機或週邊的用法沒變，只是連接器較小。
| USB 標準 | 1.0 | 1.1 | 2.0 | 2.0 rev | 3.0 | 3.1 | 3.2 | 4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最高速 | 12 Mbps | 480 Mbps | 5 Gbps | 10 Gbps | 20 Gbps | 40 Gbps | ||
| Type A | ? | ? | Type-A 2.0 | Type-A SuperSpeed | X | |||
| Type B | Type-B | Type-B SuperSpeed | X | |||||
| Mini-A | - | Mini-A | X | |||||
| Mini-B | - | Mini-B | X | |||||
| Mini-AB | - | Mini-AB | X | |||||
| Micro-A | - | Micro-A | Micro-A SuperSpeed | X | ||||
| Micro-B | - | Micro-B | Mirco-B SuperSpeed | X | ||||
| Micro-AB | - | Micro-AB | Micro-AB SuperSpeed | X | ||||
| Type C | backward 相容 | Type C | ||||||
參考：https://en.wikipedia.org/wiki/USB#Connector_type_quick_reference
之後，USB OTG 支援有些裝置有時可以作為週邊，有時可以作為主機，新增另外兩種插座 -- mini-AB 插座和 micro-AB 插座，可以插 Type A 或 Type B 插頭，決定作為主機還是週邊。辨別方式是 mini USB 和 micro USB 界面多了一個 ID 接點，在 Type A 插頭接到 GND 會判斷為主機，Type B 插頭空接會判斷為週邊。後續仍可經由 Host Negotiation Protocol 協調交換彼此的角色。mini/micro USB 界面有 5 個訊號：VBUS、D-、D+、ID、GND，但在 USB 線內並沒有 ID 訊號線。
| 訊號線 | 界面接腳 | 描述 | |
|---|---|---|---|
| Standard | micro/mini | ||
| VBUS | 1 | 1 | 5V |
| D- | 2 | 2 | Data- |
| D+ | 3 | 3 | Data+ |
| 無 | 4 | ID：主機接地、週邊空接 | |
| GND | 4 | 5 | 接地 |
| SSTx- | - | 6 | USB 3.0 |
| SSTx+ | - | 7 | USB 3.0 |
| DGND | - | 8 | USB 3.0 |
| SSRx- | - | 9 | USB 3.0 |
| SSRx+ | - | 10 | USB 3.0 |
在 USB 3.0，要支援更快的 SuperSpeed 傳輸速度，需要額外多 SSRX-、SSRX+、DGND、SSTX-、SSTX+ 5 個訊號線和接點，相容並擴充 Standard-A、Standard-B、和 mini-B 界面。
大約在 USB 3.1 發表同時期，發表了 USB Type-C 界面，是上下對稱的扁形接口，不用考慮插頭方向，也沒分主機或週邊端，共有 24 的接點。插座訊號排列：
| GND | TX1+ | TX1- | VBUS | CC1 | D+ | D- | SBU1 | VBUS | RX2- | RX2+ | GND |
| GND | RX1+ | RX1- | VBUS | SBU1 | D- | D+ | CC2 | VBUS | TX2- | TX2+ | GND |
插頭可以轉 180° 插，訊號排列跟插座是左右或上下鏡射，CC1 和 CC2 變成 CC 和 VCONN，D+ 和 D- 只有一邊有。
| GND | RX2+ | RX2- | VBUS | SBU1 | D- | D+ | CC | VBUS | TX1- | TX1+ | GND |
| GND | TX2+ | TX2- | VBUS | VCONN | SBU1 | VBUS | RX1- | RX1+ | GND |
訊號說明：
- D+、D-、VBUS、GND：原本 USB 訊號，在 USB-C 線 D+、D- 只有一組。
- 在類比耳麥模式時，D- 和 D+ 分別變成左音道和右音道，此時 VBUS 和 GND 可提供 5V 500mA。
- CC1、CC2：Channel Configuation，用來偵測 USB 有接、方向、角色，以及電源、Alternate Mode 溝通。沒有這兩個訊號時，按照 USB 2.0 方式運作。
- 兩者在主機用 Rp pull-high，在週邊用 Rd pull-low。主機和週邊雙角色則兩種切換。主機端的 Rp 值可用來決定可供電的電流是預設、1.5A、還是 3A。
- 在 USB 線裡，只有一個 CC 是兩端接在一起，並決定 D+ 和 D- 訊號位置。如果 USB 線需要吃電，另一個 CC 則用 Ra pull-low 變成 VCONN 提供至少 1W 的電。
- 當主機和週邊接上時，雙方可偵測到 CC1 和 CC2 電壓變化，得知接上和接的方向，決定了 CC 位置。如果有一端是雙角色，也可以得知是哪種角色。如果雙端都是雙角色需要手動設定或自動設定。
- CC 可進行 Power Delivery 和 Alternate Mode 溝通。Alternate Mode 可以是 DisplayPort、MHL、Thunderbolt、HDMI 等。
- 類比耳麥模式：此時 CC1 和 CC2 直接接地，D- 和 D+ 分別變成左音道和右音道，SBU 變成 MIC 和類比 GND (需要能自動切換，由於可能反插，且 TRRS 耳麥插頭並沒有一致的標準)。同時可透過 VBUS 和 GND 提供 5V 500mA。
- TX1+、TX1-、TX2+、TX2-、RX1+、RX1-、RX2+、RX2-：Super Speed/Super Speed+ 訊號，或 Alternate Mode 訊號。
- SBU1、SBU2：Side Band Use，用在 Alternate Mode。
- 在類比耳麥模式時，是 MIC 和類比 GND (需要能自動切換，由於可能反插，且 TRRS 耳麥插頭並沒有一致的標準)。
參考
- https://en.wikipedia.org/wiki/USB_hardware
- List of devices with video output over USB-C
- GENKI Dock：USB-C PD 3.0 和 USB-A 3.1 輸出的充電器，採用氮化鎵 GaN 技術，USB-C 可轉為 USB-A 和 HDMI。
- PCIe、DisplayPort
- 2020 USB4
沒有留言:
張貼留言