你的位置:首頁 > 互連技術(shù) > 正文

這些年,我們用的連接接口——圖說Thunderbolt和USB 3.0

發(fā)布時(shí)間:2012-12-13 責(zé)任編輯:abbywang

【導(dǎo)讀】顯示器接口近年來迅速實(shí)現(xiàn)了多樣化。2000年代隨著液晶顯示器的發(fā)展,“DVI”接口得到了普及;2000年代后期,能用一根線纜同時(shí)傳輸影像和音頻的小型扁平接口“HDMI”開始盛行;接著有出現(xiàn)了比HDMI傳輸能力進(jìn)一步提高的“DisplayPort”;隨著近來智能手機(jī)的普及,“MHL”和“MyDP”又順勢而生;而如今USB儼然成為個(gè)人電腦用戶最為熟悉的接口,而發(fā)展并未停止,隨著Thunderbolt的出現(xiàn),顯示器等外設(shè)也將進(jìn)一步整合。


Thunderbolt

用途:連接通用設(shè)備

趨勢:匯集顯示器、外設(shè)的輸入輸出信號

1

圖1:Thunderbolt接口

連接外設(shè)的接口隨著USB的出現(xiàn)已經(jīng)基本統(tǒng)一。今后,隨著“Thunderbolt”的出現(xiàn),還將進(jìn)一步將顯示器等外設(shè)也整合到一起。

Thunderbolt是英特爾公司開發(fā)的接口,端子形狀與小型的“Mini DisplayPort”相同。采用兩路銅線電纜傳輸,每路都為10Gbps雙向傳輸。采用光纜傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)也正在準(zhǔn)備中(表1)。利用Thunderbolt接口的高速傳輸通道,可以統(tǒng)一發(fā)送符合DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)的影像信號,以及與“PCI Express”標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)之間的信號。

連接顯示器和外設(shè)

2

圖2:Thunderbolt的主要性能參數(shù)

連接顯示器時(shí),Thunderbolt可以作為處理DisplayPort 1.1a標(biāo)準(zhǔn)信號的端子工作。個(gè)人電腦可以通過由Thunderbolt連接的顯示器與HDD硬盤等外設(shè)連接,最多可以串聯(lián)6臺外設(shè)。支持Thunderbolt的產(chǎn)品方面,蘋果于2011年推出了個(gè)人電腦和顯示器。2012年7月,宏碁推出了支持Thunderbolt接口的Windows筆記本“Aspire S5”,巴法絡(luò)推出了外置硬盤“HD-PATU3”。

巴法絡(luò)的硬盤也配備USB 3.0端子。通過對該硬盤分別經(jīng)Thunderbolt和USB 3.0與個(gè)人電腦連接時(shí)的文件傳輸時(shí)間進(jìn)行測量,Thunderbolt稍快一些(圖2)。與使用USB 2.0連接相比,傳輸時(shí)間縮短至約三分之一。

3

圖3:經(jīng)由Thunderbolt的個(gè)人電腦與外設(shè)的連接方法

Thunderbolt可以統(tǒng)一發(fā)送傳輸影像數(shù)據(jù)的“DisplayPort”信號,以及用于與外設(shè)交換數(shù)據(jù)的“PCI Express”信號。因此,能同時(shí)連接顯示器和外設(shè)。蘋果公司推出的顯示器配備USB接口和以太網(wǎng)接口。

4

圖4:縮短文件復(fù)制時(shí)間

與利用USB 2.0設(shè)備傳輸文件相比,利用Thunderbolt設(shè)備傳輸文件所花的時(shí)間可縮短至大約三分之一。USB 3.0設(shè)備也能縮短到相同程度,但使用Thunderbolt時(shí)能更快一點(diǎn)。
[page]
DVI、HDMI、DisplayPort

Digital Visual Interface、High-Definition Multimedia Interface

用途:傳輸影像和音頻

趨勢:推進(jìn)對高精細(xì)化和智能手機(jī)的支持

5

圖5:DVI、HDMI、DisplayPort接口

顯示器接口近年來迅速實(shí)現(xiàn)了多樣化。CRT顯示器時(shí)代利用“模擬RGB”接口,而2000年代隨著液晶顯示器的普及,“DVI”接口得到了普及。DVI分為數(shù)字傳輸專用的“DVI-D”以及還支持模擬傳輸?shù)?ldquo;DVI-I”兩種標(biāo)準(zhǔn)(表1)。通過增加端子的引腳數(shù)提高了數(shù)據(jù)傳輸速度的“雙鏈路”方式在規(guī)格上還可以顯示4K×2K(約4000×2000像素)的高精細(xì)影像。

2000年代后期,能用一根線纜同時(shí)傳輸影像和音頻的小型扁平接口“HDMI”開始普及。HDMI還可用于數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)以及多種錄像機(jī)與電視之間的連接。

“DisplayPort”的傳輸能力比HDMI進(jìn)一步提高,能在高分辨率畫面上顯示幀率較高的流暢影像。雖然配備DisplayPort接口的個(gè)人電腦還比較少,不過已被商用顯示器采用。另外,由于Thunderbolt接口采用了小型化的DisplayPort接口“Mini Display Port”,因此最近,為實(shí)現(xiàn)與Thunderbolt接口的共用而采用Mini DisplayPort接口的筆記本電腦不斷增加。

隨著近來智能手機(jī)的普及,出現(xiàn)了“MHL”和“MyDP”這些連接智能手機(jī)和液晶電視等的標(biāo)準(zhǔn)。這兩種標(biāo)準(zhǔn)能在向電視等輸出1080p影像的同時(shí),為智能手機(jī)充電。其中MHL率先得到普及,市場上已經(jīng)出現(xiàn)支持MHL標(biāo)準(zhǔn)的電視。

6

圖6:主要的顯示器接口標(biāo)準(zhǔn)

DVI和DisplayPort主要是以個(gè)人電腦和顯示器的連接為對象。MHL和MyDP主要以智能手機(jī)和電視的連接為對象。HDMI既能用于個(gè)人電腦又能用于智能手機(jī)。
[page]
USB

Universal Serial Bus

用途:連接通用設(shè)備

趨勢:支持3.0標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化傳輸速度和供電能力

7

圖7:USB接口

支持產(chǎn)品較多的“USB”是個(gè)人電腦用戶最為熟悉的接口。在以前的個(gè)人電腦中,打印機(jī)、外置硬盤、鼠標(biāo)和鍵盤分別使用不同的接口,而現(xiàn)在都統(tǒng)一成了USB。另外,只用線纜連接外設(shè)即可使用的即插即用,以及無需關(guān)掉個(gè)人電腦和外設(shè)的電源即可插拔的熱插拔等出色的易用性也推動(dòng)了普及。

目前,支持“USB 2.0”的產(chǎn)品廣泛普及,個(gè)人電腦上主要使用A型接口,外設(shè)上主要使用B型接口。智能手機(jī)等設(shè)備上使用的Micro-B型以及數(shù)碼相機(jī)等小型產(chǎn)品使用的Mini-B型等小型接口的應(yīng)用也越來越多廣泛。

8

圖8:根據(jù)設(shè)備的不同,有多種接口

一般情況下,個(gè)人電腦配備A型接口,打印機(jī)等大型外設(shè)配備B型接口,數(shù)碼相機(jī)等小型外設(shè)配備Mini型接口,智能手機(jī)等配備Micro型接口。

今后,“USB 3.0”將成為主流。USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)于2008年制定,到2012年,很多新款個(gè)人電腦都配備了USB 3.0和2.0兩種接口。2.0和3.0的接口看上去只有A型接口的插座顏色不同,其實(shí)內(nèi)部的信號線也增加了。外設(shè)上,2.0和3.0的B型和Micro-B型的接口形狀也不一樣。

USB 3.0的最大特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)5Gbps,是USB 2.0的10倍以上。最大傳輸速度為480Mbps的USB 2.0雖然具備能以實(shí)用速度使用外置硬盤的優(yōu)點(diǎn),但數(shù)據(jù)傳輸速度要比硬盤慢。而通過USB 3.0使用外置硬盤的話,“能充分發(fā)揮硬盤的性能”。

9

圖9:USB 3.0的傳輸速度達(dá)到10倍以上

USB 3.0的最大數(shù)據(jù)傳輸速度提高至5Gbps。還可進(jìn)行原標(biāo)準(zhǔn)支持的低速連接。最大線纜長度方面,USB 2.0以前一直是5m,而3.0縮短至3m。經(jīng)由集線器最多可將127臺終端連接到1個(gè)接口上。

另外,USB 3.0將從個(gè)人電腦向連接終端供電的能力提高到USB 2.0的約2倍。支持USB的外設(shè)中,有“總線電源驅(qū)動(dòng)”型產(chǎn)品,也就是只利用個(gè)人電腦經(jīng)由USB連接線發(fā)送來的電力即可運(yùn)行。雖然市場上也有可用總線電源驅(qū)動(dòng)的USB 2.0外置硬盤,而采用USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)的話,藍(lán)光光盤驅(qū)動(dòng)器等耗電量較大的產(chǎn)品也能利用總線電源驅(qū)動(dòng)。

10

圖10:USB 3.0的供電能力提高

藍(lán)光光驅(qū)等以往需要另外連接到家用電源的設(shè)備也能通過USB 3.0接口,只利用總線電源使用。另外,還有配備可為智能手機(jī)快速充電的USB 3.0接口的筆記本電腦。

如上所述,USB 3.0改善了易用性,不過要想充分發(fā)揮其性能,個(gè)人電腦、外設(shè)及線纜全都需要支持3.0。USB 3.0的B型接口的形狀要比2.0大,因此使用3.0線纜的話無法連接2.0外設(shè)。雖然可以利用USB 2.0的線纜將這些設(shè)備與個(gè)人電腦的USB 3.0接口連接,但數(shù)據(jù)傳輸速度只能達(dá)到USB 2.0的最大速度480Mbps。

11

圖11:需要個(gè)人電腦、外設(shè)、線纜的支持

利用USB 3.0連接需要個(gè)人電腦、外設(shè)和線纜全部支持USB 3.0。如果有任意一個(gè)支持2.0,數(shù)據(jù)傳輸速度就會下降。另外,支持3.0的線纜不能與支持2.0的外設(shè)連接。

進(jìn)行USB連接的外設(shè)和線纜也在不斷進(jìn)步。例如,可使以往通過DVI等接口連接的顯示器實(shí)現(xiàn)USB連接的適配器已經(jīng)普及。該適配器在轉(zhuǎn)換部分嵌入了圖形芯片,作為外置顯卡發(fā)揮作用。此外,解決了USB的缺點(diǎn)——“難以區(qū)分端子正反面”的問題、無論朝上還是朝下均能插入U(xiǎn)SB插座的線纜也已經(jīng)亮相。

12

圖12:USB接口也支持顯示器輸出

I-O DATA DEVICE的“USB Graphic(USB-RGB/D2)”是可連接到個(gè)人電腦的USB接口上實(shí)現(xiàn)多顯示器環(huán)境的適配器。輸出支持DVI-I接口和模擬RGB接口。

13

圖13:無論正反均可插入的產(chǎn)品亮相

通常,A型USB接口的上下朝向是固定的。巴法絡(luò)的“哪邊都可用USB連接線”無論朝上還是朝下都能插入。該線纜一端是A型接口,另一端是Micro-B型接口,方便智能手機(jī)與個(gè)人電腦的連接。
[page]
越來越少見的IEEE 1394

數(shù)據(jù)傳輸速度最大為400Mbps的“IEEE 1394”接口在2000年代被廣泛使用(圖A),其開發(fā)商蘋果公司稱之為“FireWire”、索尼稱之為“i.LINK”。IEEE 1394被視頻錄像機(jī)和攝像機(jī)等產(chǎn)品采用,用于直接交換影像數(shù)據(jù)。

個(gè)人電腦中還將其用于外置硬盤等的連接,不過使用機(jī)會逐漸被支持設(shè)備較多的USB奪走,最近支持IEEE 1394的產(chǎn)品越來越少。傳輸速度提高至最大800Mbps的IEEE 1394b標(biāo)準(zhǔn)也已出臺,不過只得到了蘋果個(gè)人電腦等的采用。

14

圖14:最大能以400Mbps傳輸數(shù)據(jù)的IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)的線纜上的插頭。

左側(cè)是用來插入個(gè)人電腦上常用的標(biāo)準(zhǔn)接口的6引腳線纜插頭。右側(cè)是用來插入AV設(shè)備使用的迷你接口的4引腳線纜插頭。

藍(lán)牙

用途:連接通用設(shè)備

趨勢:節(jié)點(diǎn)化,支持的設(shè)備不斷增多

15

圖15:藍(lán)牙

“藍(lán)牙”是為了使手機(jī)與耳麥等外設(shè)無線連接而開發(fā)的接口。與紅外線通信相比,終端間的通信不容易中斷。也用于個(gè)人電腦與鼠標(biāo)和鍵盤的無線連接。

最初的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通信速度為1Mbps。之后,除了Bluetooth 3.0最大為24Mbps的模式外,最新版的Bluetooth 4.0標(biāo)準(zhǔn)還追加了利用節(jié)電技術(shù)的“LE(低耗電)模式”。藍(lán)牙手表等可利用電池長時(shí)間驅(qū)動(dòng)。電磁波輸出和通信距離分3級,以“Class”進(jìn)行規(guī)定。

使用藍(lán)牙終端時(shí),連接雙方的終端都必須支持按用途劃分的被稱為“協(xié)議”的通信標(biāo)準(zhǔn)。購買前最好先確認(rèn)一下。

16

圖16:高速化和節(jié)電化取得進(jìn)展

藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)包括規(guī)定了通信速度和耗電量等的“版本”、表示選配功能的“模式”以及規(guī)定了通信距離的“Class”。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中列舉了這些參數(shù)。

17

圖17:不同終端采用的主要協(xié)議

協(xié)議中規(guī)定了藍(lán)牙設(shè)備中應(yīng)用的通信順序等。支持藍(lán)牙的個(gè)人電腦和智能手機(jī)支持A2DP及HFP等多種協(xié)議。需要注意的是,手表等LE模式專用設(shè)備無法與支持Bluetooth 3.0以前標(biāo)準(zhǔn)的終端通信。只能與支持Bluetooth 4.0的終端連接。

18

圖18:通過Bluetooth 4.0連接時(shí)需要注意

只支持Bluetooth 4.0中增加的節(jié)電功能(LE模式)的終端,與支持Bluetooth 3.0及以前標(biāo)準(zhǔn)的終端無法連接。從產(chǎn)品附帶的標(biāo)記來看,要想使用帶“Bluetooth SMART”標(biāo)記的產(chǎn)品,需要與帶“Bluetooth SMART READY”的產(chǎn)品配套。

要采購線纜么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
壓控振蕩器 壓力傳感器 壓力開關(guān) 壓敏電阻 揚(yáng)聲器 遙控開關(guān) 醫(yī)療電子 醫(yī)用成像 移動(dòng)電源 音頻IC 音頻SoC 音頻變壓器 引線電感 語音控制 元件符號 元器件選型 云電視 云計(jì)算 云母電容 真空三極管 振蕩器 振蕩線圈 振動(dòng)器 振動(dòng)設(shè)備 震動(dòng)馬達(dá) 整流變壓器 整流二極管 整流濾波 直流電機(jī) 智能抄表
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉