USB有哪些接口形式？閃電口Lighting技術(shù)解析

蘋果剛剛推出的Iphone15 終于放棄了自己的Lighting換成了標準的”華為口”——Type-C。據(jù)說這也是除了 3nm 芯片A17之外的最大的亮點。

關(guān)于蘋果手機數(shù)據(jù)口的這次更換，很多國內(nèi)的自媒體認為是華為的勝利，畢竟這個口在國內(nèi)有時候被稱為”華為口“，但其實是人家歐洲議會的勝利。在2022年10月4日，歐洲議會通過了一項法案，該法案規(guī)定，從2024年底開始，所有便攜智能設(shè)備新機都必須使用USB Type-C的充電接口。 因此，蘋果公司在去年就已經(jīng)確認了在2024年推出的所有手機采用Type-C接口。這次Iphone15 作為2024年銷售的主力，改成Type-C也就又因可循了。 但是僅僅是因為歐盟的一紙禁令嗎？ 那究竟什么是Type-C？ 它有什么魅力，能夠讓歐盟議會為之傾倒？ 今天我們一起來認識一下這個一統(tǒng)江湖的接口盟主——USB Type C。

什么是USB？ Type C 作為USB的一種形式，我們先來認識一下USB這個非常非常常用的數(shù)據(jù)接口。 伴隨著計算機的出現(xiàn)，它就需要和許多外部設(shè)備進行連接，比如鼠標，鍵盤，打印機，掃描儀，攝像機，手機等等。如下圖所示，在一個臺式機上竟然有這么多的接口，比如老式鍵盤鼠標所用的PS

/2 接口， VGA接口，網(wǎng)線接口，耳機接口等等。USB接口作為其中一個，最早我們經(jīng)常用它來連接 U 盤，因為這個U盤的全稱就是 USB Disk?，F(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛，鼠標，鍵盤，耳機等等都可以通過USB接口來進行連接通信。

USB是Universal Serial Bus 的首字母縮寫詞，中文翻譯過來就是通用串行總線，它既是一種接口形式，也是一種數(shù)據(jù)傳輸標準。最早在1994年有Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC 和 Nortel等公司聯(lián)合研發(fā)推出的用于替換原來的并行接口和串行接口的數(shù)據(jù)接口形式。

串行接口總線

USB接口標準由USB 開發(fā)者論壇組織 USB-IF發(fā)布，到目前為止已經(jīng)從1996年發(fā)布的USB1.0發(fā)展到了現(xiàn)在的USB4.0。其傳輸速率不斷提升，目前的USB4.0?最大傳輸速率為40Gbps，比最早的USB1.0?時期的1.5Mbps快了大約兩萬多倍。隨著傳輸速度的加快，USB的應(yīng)用也越來越廣泛，幾乎一統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕?/p>

USB有哪些接口形式？

USB作為一種串行數(shù)據(jù)協(xié)議，其數(shù)據(jù)傳輸離不開物理結(jié)構(gòu)。到今天為止，USB IF 標準組織提供了多種USB接口形式，主要有 Type A，Type B，Type C，以及其小型化版本—— USB Mini A，USB Mini B， USB Micro C 以及 USB Micro B Supper Speed 等等。

Type A

Type A 就是我們常用的電腦數(shù)據(jù)接口，又叫做USB A，其接口形式如下圖所示。USB TYPE-A連接器位于計算機和集線器的主機控制器上，是一個扁平的矩形接口。該接口通過摩擦將連接固定到位，使用戶可以輕松連接和斷開連接。TYPE-A連接器不是圓形引腳，而是使用可以很好地承受連續(xù)連接和拆卸的扁平觸點。A型插槽連接器提供“下游”連接，僅用于主機控制器和集線器。

USB Type A 這里有一點需要注意的是，從USB1.0 到USB3.0 都支持Type A接口形式，其外觀看上去是一樣的，但是內(nèi)部引腳功能是不同的，這里要注意加以區(qū)分，通常情況下，我們可以觀察USB內(nèi)部塑料顏色來進行區(qū)分，白色一般為USB1.0或USB1.1,黑色為USB2.0,藍色9線為USB3.0。 下圖是USB3.0?的引腳圖紙和定義。

Type B

TypeB和TypeA的接口外形不同，TypeB 內(nèi)部為正方形，外部為梯形，結(jié)構(gòu)比較堅固，但是所占用體積也比較大。通常我們所用的打印機一般采用這種數(shù)據(jù)接口形式。 ? USB?Type B的引腳圖紙如下

USB mini 和 Micro

在TypeC 出現(xiàn)之前，為了適配小型化的需求，發(fā)展出了 USB Mini版本和 USB Micro 版本，這兩個版本都在 電子設(shè)備中被大量應(yīng)用過，比如在移動硬盤和數(shù)碼相機上應(yīng)用比較廣泛的 USB Mini 系列。

以及在手機上應(yīng)用最廣泛的 USB Micro 接口，這種接口比 Mini 型更扁，也就能支持更薄的手機設(shè)計，但是其內(nèi)的舌頭也更為脆弱，相比好多小伙伴都有因為方向插反導(dǎo)致舌頭折掉的經(jīng)歷。

閃電口Lighting

提到小型化的應(yīng)用，那就不得不說一下蘋果的lighting 端口了。自從用上閃電接口，晚上閉著眼睛也能給手機充電了。 在2012年的時候，蘋果推出了獨有的8-pin 的lighting 接口，國內(nèi)通常稱為閃電口或者蘋果口。這種閃電接口不僅具有堅固的結(jié)構(gòu)，也支持正反隨便插入。盲插的感覺讓用USB micro 的小伙伴羨慕不已。

Lighting 端口正反兩面各有8個pin，外觀看上去完全一樣，非常適合盲插。但是從pin定義來看，AB面還是有一些區(qū)別的。那是如何做到正反插入都能正常工作的呢？

不得不佩服 lighting接口發(fā)明者的設(shè)計能力了。下圖是lighting 的原理圖，從圖中可以看出，A面的1腳與B面4腳連通；A面的4腳與B面5腳連通；A面的5腳與B面的8腳連通；A面8腳與B面1腳連通。這樣的內(nèi)部構(gòu)造就決定了用戶不管插哪一面都能保證數(shù)據(jù)線正常工作了。

但是蘋果的封閉性大家都是非常熟悉的，難道讓其他廠商也用蘋果的lighting，蘋果公司可真是閉著眼睛掙錢了。要知道一根幾塊錢成本的linghting 充電線，在蘋果官網(wǎng)可是賣到上百塊錢啊，僅僅是lighting的MFI授權(quán)，也要三四美金，遠超一根充電線的生產(chǎn)成本。 USB開發(fā)者論壇為此傷透了腦筋，我也要面子的啊。

Type C

在lighting 接口推出后的幾個月，USB IF 在2013年1月份的美國消費電子展上就推出了USB3.1標準，隨之推出了新型的USB接口，也就是Type C接口，支持最高傳輸速率10GB/s。從外形上，Type C和原來的 A ，B 差別很大，插座端的尺寸約為8.3mmX2.5mm纖薄設(shè)計；支持從正、反兩面均可插入的“正反插”功能，可承受1萬次反復(fù)插拔；配備 Type-c連接器的標準規(guī)格連接線可通過3A的電流，同時還支持超出現(xiàn)有USB供電能力的" USB PD”，可以提供最大達100W的電力。

從此，再也不用為了插不進去而煩惱了。 可是小伙伴們仔細看一下 這個 type-C 和 lighting，?有沒有一種“逆向研發(fā)”的嫌疑。這難道不是把蘋果lighting的插座拉了一根線？

反正我第一次看到這種 C 口的時候，就有一種把蘋果充電線插頭插進去的沖動。

隨便了，科技上的事情誰也說不清楚，尤其是射頻接頭，一個端面尺寸定義就可以生成一個專利，就可以壟斷這類接頭的生產(chǎn)銷售。對于我們消費者來說，好用才是硬道理。 不同于lighting 的單面8根pin，Type C的內(nèi)側(cè)單面有12根pin，比 lighting 多了4根，這四根也就解決了lighting上層發(fā)現(xiàn)的很多問題，比如充電功率小，數(shù)據(jù)傳輸慢等。 下圖是TypeC 的pin 針定義。上圖為插頭橫截面，下圖為插座橫截面。

更詳細的pin 針定義，請參考下圖。

對比上文蘋果 Lighting 接口的定義，是不是越來越覺得像了。難怪蘋果堅持了這么久也不用，一直等到歐盟法令生效才開始應(yīng)用。原來是心里面咽不下這口氣啊。 不管你信不信，科技的盡頭也是政治。在最新的IPhone15上，縱使有錢如蘋果公司也是向政治低下了高傲的腦袋瓜子。但是換上TypeC的好處也是大大的，傳輸速度也是飆升，達到20倍的文件傳輸速度。TypeC 也就成了即 3nm芯片 A17 之后最受關(guān)注的一個亮點。

在各種優(yōu)勢加后臺的強力支持下， USB Type C 終于完成了統(tǒng)一霸業(yè)，今后將稱霸整個武林！將來一根線全搞定的時代終于要來了！ 可是為什么 Type C 又被稱為華為口呢？ Type C 在2014年推出之后，國內(nèi)最早應(yīng)用的其實是樂視手機，在2015年四月發(fā)布的樂視超級手機1S 就采用了 Type C 接口。緊接著ZUK，小米，魅族，錘子在2015年也推出了TYPE-C接口的手機。但是華為在2016年3月推出的P9手機才第一次采用Type C， 比樂視差不多晚了一年。但是華為的知名度要遠遠高于樂視，并且華為在P9之后的手機中都統(tǒng)一采用了 Type C。小米則僅在 小米手機中采用TypeC，而在紅米手機中依然采用 Micro A。 華為作為國內(nèi)高科技的代表，既然 lighting 被稱作 蘋果口，那么 Type C被冠為”華為口“也是”實至名歸“了。如果按照誰用的早就是誰的話，那是不是應(yīng)該叫做樂視口，這樣賈躍亭大神可就要高興壞了。 隨著大家對Type C的認識越來越充分，應(yīng)用 Type C的手機也越來越多，”C 口“的叫法越來越多了。?

編輯：黃飛