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USB 2.0 A型、B型、Mini和Micro介面 type-c 定義及封裝



USB
稱Universal Serial Bus(通用序列匯流排),目前USB 
2.0介面分為四種類型A型、B型、Mini型還有後來補充的Micro型介面,每種介面都分插頭和插座兩個部分,Micro還有比較特殊的AB相容型,
本文簡要介紹這四類插頭和插座的實物及結構尺寸圖,如果是做設計用途,還需要參考官方最新補充或修正說明,儘管USB 3.0效能非常卓越,但由於USB 3.0規範變化較大,真正應用起來還需假以時日,不管怎樣,都已經把火線逼到末路,蘋果公司極其鬱悶但也愛莫能助。


注意:


1、本文封裝尺寸來源,USB 2.0 Specification Engineering Change Notice(Date:10/20/2000)


2、本文圖片來源USB官方協議文件,由於USB 3.0在介面和線纜規範上變化較大,後面專門介紹。


3、本文未帶插頭封裝尺寸,插頭尺寸請參加官方文件ecn1-usb20-miniB-revd.pdf,下個版本USB 
3.0在介面和封裝上都有很大變化,本文屬於USB 2.0協議內容,如果是USB 
3.0裝置,似乎只有A型頭才能插到2.0插座中Receptacle。


1、A型USB插頭(plug)和A型USB插座(receptacle)


 


引腳順序(左側為Plug,右側為Receptacle):




引腳定義:

編號 定義 顏色識別
1 VBUS Red(紅色)
2 D- White(白色)
3 D+ Green(綠色)
4 GND Black(黑色)

封裝尺寸(單PIN Receptacle):


 


2、B型USB插頭(plug)和B型USB插座(receptacle)



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




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):




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




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


 


引腳定義:

編號 定義 顏色識別
1 VBUS Red(紅色)
2 D- White(白色)
3 D+ Green(綠色)
4 ID Not connected(未連線)
5 GND Black(黑色)

封裝尺寸(Receptacle):




以上部分為USB 2.0規範內容,下面的Micro USB實際上是在2006年才釋出的補充規範,由於該介面定義無法後向支援USB 3.0協議,故仍然歸於USB 2.0協議包。


4、Micro USB插頭和插座


Micro USB補充定義用於蜂窩電話和便攜裝置的Micro USB介面,比Mini USB介面更小。其中標準A型和標準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


由於該協議文件極不清晰,相關插圖也是採用貼圖形式,所以不再抓圖介紹,只放兩個實物照片上來看一下(圖片來源:USB MOBILE):




詳細瞭解,請參考官方USB 2.0規範文件,之Micro-USB_1_01.pdf一文,附USB官方網址:http://www.usb.org/




USB 3.1 TypeC引腳定義,工作流程(附圖文)

時間:2015-05-26 點選:7544次

鑑於近期常有客戶向我司諮詢關於USB 3.1 TypeC引腳定義及工作流程圖解釋,廣佳源電子特將USB 3.1 TypeC的資料進行整理上傳,供客戶參閱,詳情如下:

USB 3.1 Type-C特色:

尺寸小,支援正反插,速度快(10Gb)。這個小是針對以前電腦上的USB介面說的,實際相對Android機上的microUSB還大了點:

USB 3.1 Type-C:8.3mmx2.5mm

microUSB:7.4mmx2.35mm

而lightning:7.5mmx2.5mm

所以,從尺寸上我看不到USB Type-C在手持裝置上的優勢。而速度,只能看視訊傳輸是否需要了。

USB 3.1 Type-C引腳定義

可以看到,資料傳輸主要有TX/RX兩組差分訊號,CC1和CC2是兩個關鍵引腳,作用很多:

• 探測連線,區分正反面,區分DFP和UFP,也就是主從

• 配置Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery兩種模式

• 配置Vconn,當線纜裡有晶片的時候,一個cc傳輸訊號,一個cc變成供電Vconn

• 配置其他模式,如接音訊配件時,dp,pcie時

電源和地都有4個,這就是為什麼可以支援到100W的原因。

不要看著USB Type-C好像能支援最高20V/5A,實際上這需要USB PD,而支援USB PD需要額外的pd晶片,所以不要以為是USB Type-C介面就可以支援到20V/5A。

當然,以後應該會出現整合到一起的晶片。

輔助訊號sub1和sub2(Side band use),在特定的一些傳輸模式時才用。

d+和d-是來相容USB之前的標準的。

這裡說一下,USB3.0只有一組RX/TX,速度是5Gb,USB Type-C為了保證正反都可以插就用了兩組,但實際上資料傳輸還是隻用了一組RX/TX,速度就已經達到10Gb了。如果後面升級協議,兩組都傳的話就和DisplayPort一樣20Gb了。

USB 3.1 TypeC工作流程

上圖DFP (Downstream Facing Port)也就是主,UFP (Upstream Facing Port)為從。除了DFP、UFP,還有個DRP (Dual Role port),DRP可以做DFP也可以做UFP。當DPR接到UFP,DRP轉化為DFP。當DRP接到DFP,DRP轉化為UFP。兩個DRP接在一起,這時就是任意一方為DFP,另一方為UFP。

在DFP的CC pin有上拉電阻Rp,在UFP有下拉電阻Rd。未連線時,DFP的VBUS是無輸出的。連線後,CC pin相連,DFP的CC pin會檢測到UFP的下拉電阻Rd,說明連線上了,DFP就開啟Vbus電源開關,輸出電源給UFP。而哪個CC pin(CC1,CC2)檢測到下拉電阻就確定介面插入的方向,順便切換RX/TX。

電阻Rd=5.1k,電阻Rp為不確定的值,根據前面的圖看到USB Type-C有幾種供電模式,靠什麼來甄別?就靠Rp的值,Rp的值不一樣,CC pin檢測到的電壓就不一樣,然後來控制DFP端執行哪種供電模式。

需要注意的是,上圖裡畫了兩個CC,實際上在不含晶片的線纜裡只有一根cc線。

含晶片的線纜也不是兩根cc線,而是一根cc,一根Vconn,用來給線纜裡的晶片供電(3.3V或5V),這時就cc端沒有下拉電阻Rd,而是下拉電阻Ra,800-1200歐。

當CC pin兩個都接了下拉電阻<=Ra,DFP進入音訊配件模式,左右聲道,mic都俱全,如上圖。

USB Type-C和DisplayPort,PCIE

USB PD是BMC編碼的訊號,而之前的USB則是FSK,所以存在不相容,不知道目前市面上有沒有能轉換的產品。

USB PD是在CC pin上傳輸,PD有個VDM (Vendor defined message)功能,定義了裝置端ID,讀到支援DP或PCIe的裝置,DFP就進入替代(alternate)模式。

如果DFP認到device為DP,便切換MUX/Configuration Switch,讓Type-C USB3.1訊號腳改為傳輸DP訊號。AUX輔助由Type-C的SBU1,SUB2來傳。HPD是檢測腳,和CC差不多,所以共用。

而DP有lane0-3四組差分訊號,Type-C有RX/TX1-2也是四組差分訊號,所以完全替代沒問題。而且在DP協議裡的替代模式,可以USB訊號和DP訊號同時傳輸,RX/TX1傳輸USB資料,RX/TX2替換為lane0,1兩組資料傳輸,此時可支援到4k。

如果DFP認到device為DP,便切換MUX/Configuration Switch,讓Type-C USB3.1訊號腳改為傳輸PCIe訊號。同樣的,PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2來傳輸資料,RX/TX1傳輸USB資料。

這樣的好處就是一個介面同時使用兩種裝置,當然了,轉換線就可以做到,不用任何晶片。

USB 3.1 Type-C規範制定歷程

2008年11月12日USB 3.0推出之後,SuperSpeed帶來了5Gbps高速傳輸效能,附加提供5V/0.9A電源。隨著傳輸速率的要求提高,加上也希望能提升供電能力,2013年1月6日USB IF協會(USB Implementers Forum)正式宣佈要推出新的USB 3.0加強版(即USB 3.1)。2013年7月31日宣佈正式開始研發SuperSpeed 10Gbps,2013年12月3日USB 3.0 Promoter Group正式宣佈USB 3.1誕生。到了2014年6月份Computex Taipei 2014,ASMedia第一家正式展示原生USB 3.1晶片,實現SuperSpeed+,也就是SuperSpeed 10Gbps速率。

總結

USB Type-C終結了長期以來USB插來插去的缺陷,節省了人們大量的時間,換一次方向至少2s吧,按全球10億人每天插拔一次USB,50%概率插錯,共耗時277000多小時,約為31年,太恐怖了。

一個介面搞定了音視訊資料三種,體積還算小。可以預見,以後安卓機可以改為USB Type-C介面了,如果只需要USB2.0的話,只需要重做線纜,不用晶片,成本上完全可以忽略不計。

以上資料為廣佳源電子提供,僅供參考,更多相關USB 3.1 Type-C產品請來電諮詢。

USB
稱Universal Serial Bus(通用序列匯流排),目前USB 
2.0介面分為四種類型A型、B型、Mini型還有後來補充的Micro型介面,每種介面都分插頭和插座兩個部分,Micro還有比較特殊的AB相容型,
本文簡要介紹這四類插頭和插座的實物及結構尺寸圖,如果是做設計用途,還需要參考官方最新補充或修正說明,儘管USB 3.0效能非常卓越,但由於USB 3.0規範變化較大,真正應用起來還需假以時日,不管怎樣,都已經把火線逼到末路,蘋果公司極其鬱悶但也愛莫能助。


注意:


1、本文封裝尺寸來源,USB 2.0 Specification Engineering Change Notice(Date:10/20/2000)


2、本文圖片來源USB官方協議文件,由於USB 3.0在介面和線纜規範上變化較大,後面專門介紹。


3、本文未帶插頭封裝尺寸,插頭尺寸請參加官方文件ecn1-usb20-miniB-revd.pdf,下個版本USB 
3.0在介面和封裝上都有很大變化,本文屬於USB 2.0協議內容,如果是USB 
3.0裝置,似乎只有A型頭才能插到2.0插座中Receptacle。


1、A型USB插頭(plug)和A型USB插座(receptacle)


 


引腳順序(左側為Plug,右側為Receptacle):




引腳定義:

編號 定義 顏色識別
1 VBUS Red(紅色)
2 D- White(白色)
3 D+ Green(綠色)
4 GND Black(黑色)

封裝尺寸(單PIN Receptacle):


 


2、B型USB插頭(plug)和B型USB插座(receptacle)



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




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):




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




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


 


引腳定義:

編號 定義 顏色識別
1 VBUS Red(紅色)
2 D- White(白色)
3 D+ Green(綠色)
4 ID Not connected(未連線)
5 GND Black(黑色)

封裝尺寸(Receptacle):




以上部分為USB 2.0規範內容,下面的Micro USB實際上是在2006年才釋出的補充規範,由於該介面定義無法後向支援USB 3.0協議,故仍然歸於USB 2.0協議包。


4、Micro USB插頭和插座


Micro USB補充定義用於蜂窩電話和便攜裝置的Micro USB介面,比Mini USB介面更小。其中標準A型和標準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


由於該協議文件極不清晰,相關插圖也是採用貼圖形式,所以不再抓圖介紹,只放兩個實物照片上來看一下(圖片來源:USB MOBILE):




詳細瞭解,請參考官方USB 2.0規範文件,之Micro-USB_1_01.pdf一文,附USB官方網址:http://www.usb.org/




USB 3.1 TypeC引腳定義,工作流程(附圖文)

時間:2015-05-26 點選:7544次

鑑於近期常有客戶向我司諮詢關於USB 3.1 TypeC引腳定義及工作流程圖解釋,廣佳源電子特將USB 3.1 TypeC的資料進行整理上傳,供客戶參閱,詳情如下:

USB 3.1 Type-C特色:

尺寸小,支援正反插,速度快(10Gb)。這個小是針對以前電腦上的USB介面說的,實際相對Android機上的microUSB還大了點:

USB 3.1 Type-C:8.3mmx2.5mm

microUSB:7.4mmx2.35mm

而lightning:7.5mmx2.5mm

所以,從尺寸上我看不到USB Type-C在手持裝置上的優勢。而速度,只能看視訊傳輸是否需要了。

USB 3.1 Type-C引腳定義

可以看到,資料傳輸主要有TX/RX兩組差分訊號,CC1和CC2是兩個關鍵引腳,作用很多:

• 探測連線,區分正反面,區分DFP和UFP,也就是主從

• 配置Vbus,有USB Type-C和USB Power Delivery兩種模式

• 配置Vconn,當線纜裡有晶片的時候,一個cc傳輸訊號,一個cc變成供電Vconn

• 配置其他模式,如接音訊配件時,dp,pcie時

電源和地都有4個,這就是為什麼可以支援到100W的原因。

不要看著USB Type-C好像能支援最高20V/5A,實際上這需要USB PD,而支援USB PD需要額外的pd晶片,所以不要以為是USB Type-C介面就可以支援到20V/5A。

當然,以後應該會出現整合到一起的晶片。

輔助訊號sub1和sub2(Side band use),在特定的一些傳輸模式時才用。

d+和d-是來相容USB之前的標準的。

這裡說一下,USB3.0只有一組RX/TX,速度是5Gb,USB Type-C為了保證正反都可以插就用了兩組,但實際上資料傳輸還是隻用了一組RX/TX,速度就已經達到10Gb了。如果後面升級協議,兩組都傳的話就和DisplayPort一樣20Gb了。

USB 3.1 TypeC工作流程

上圖DFP (Downstream Facing Port)也就是主,UFP (Upstream Facing Port)為從。除了DFP、UFP,還有個DRP (Dual Role port),DRP可以做DFP也可以做UFP。當DPR接到UFP,DRP轉化為DFP。當DRP接到DFP,DRP轉化為UFP。兩個DRP接在一起,這時就是任意一方為DFP,另一方為UFP。

在DFP的CC pin有上拉電阻Rp,在UFP有下拉電阻Rd。未連線時,DFP的VBUS是無輸出的。連線後,CC pin相連,DFP的CC pin會檢測到UFP的下拉電阻Rd,說明連線上了,DFP就開啟Vbus電源開關,輸出電源給UFP。而哪個CC pin(CC1,CC2)檢測到下拉電阻就確定介面插入的方向,順便切換RX/TX。

電阻Rd=5.1k,電阻Rp為不確定的值,根據前面的圖看到USB Type-C有幾種供電模式,靠什麼來甄別?就靠Rp的值,Rp的值不一樣,CC pin檢測到的電壓就不一樣,然後來控制DFP端執行哪種供電模式。

需要注意的是,上圖裡畫了兩個CC,實際上在不含晶片的線纜裡只有一根cc線。

含晶片的線纜也不是兩根cc線,而是一根cc,一根Vconn,用來給線纜裡的晶片供電(3.3V或5V),這時就cc端沒有下拉電阻Rd,而是下拉電阻Ra,800-1200歐。

當CC pin兩個都接了下拉電阻<=Ra,DFP進入音訊配件模式,左右聲道,mic都俱全,如上圖。

USB Type-C和DisplayPort,PCIE

USB PD是BMC編碼的訊號,而之前的USB則是FSK,所以存在不相容,不知道目前市面上有沒有能轉換的產品。

USB PD是在CC pin上傳輸,PD有個VDM (Vendor defined message)功能,定義了裝置端ID,讀到支援DP或PCIe的裝置,DFP就進入替代(alternate)模式。

如果DFP認到device為DP,便切換MUX/Configuration Switch,讓Type-C USB3.1訊號腳改為傳輸DP訊號。AUX輔助由Type-C的SBU1,SUB2來傳。HPD是檢測腳,和CC差不多,所以共用。

而DP有lane0-3四組差分訊號,Type-C有RX/TX1-2也是四組差分訊號,所以完全替代沒問題。而且在DP協議裡的替代模式,可以USB訊號和DP訊號同時傳輸,RX/TX1傳輸USB資料,RX/TX2替換為lane0,1兩組資料傳輸,此時可支援到4k。

如果DFP認到device為DP,便切換MUX/Configuration Switch,讓Type-C USB3.1訊號腳改為傳輸PCIe訊號。同樣的,PCIe使用RX/TX2和SBU1,SUB2來傳輸資料,RX/TX1傳輸USB資料。

這樣的好處就是一個介面同時使用兩種裝置,當然了,轉換線就可以做到,不用任何晶片。

USB 3.1 Type-C規範制定歷程

2008年11月12日USB 3.0推出之後,SuperSpeed帶來了5Gbps高速傳輸效能,附加提供5V/0.9A電源。隨著傳輸速率的要求提高,加上也希望能提升供電能力,2013年1月6日USB IF協會(USB Implementers Forum)正式宣佈要推出新的USB 3.0加強版(即USB 3.1)。2013年7月31日宣佈正式開始研發SuperSpeed 10Gbps,2013年12月3日USB 3.0 Promoter Group正式宣佈USB 3.1誕生。到了2014年6月份Computex Taipei 2014,ASMedia第一家正式展示原生USB 3.1晶片,實現SuperSpeed+,也就是SuperSpeed 10Gbps速率。

總結

USB Type-C終結了長期以來USB插來插去的缺陷,節省了人們大量的時間,換一次方向至少2s吧,按全球10億人每天插拔一次USB,50%概率插錯,共耗時277000多小時,約為31年,太恐怖了。

一個介面搞定了音視訊資料三種,體積還算小。可以預見,以後安卓機可以改為USB Type-C介面了,如果只需要USB2.0的話,只需要重做線纜,不用晶片,成本上完全可以忽略不計。

以上資料為廣佳源電子提供,僅供參考,更多相關USB 3.1 Type-C產品請來電諮詢。