1 USB 2.0 简介
发布时间:2000 年
最大理论速率:480 Mbps(High Speed,约 60 MB/s)
工作模式:
Low Speed(1.5 Mbps)
Full Speed(12 Mbps)
High Speed(480 Mbps)
信号传输:
使用 差分对 D+ / D-(半双工)
同一时间只能一个方向传输(要么主机发,要么设备发)
电源供给:
默认 5V / 500 mA(USB Battery Charging 可扩展更高)
向下兼容性:完全兼容 USB 1.1/1.0 设备
线缆:4 芯线(VBUS、GND、D+、D-)
2 USB 3.0 简介
发布时间:2008 年
最大理论速率:5 Gbps(SuperSpeed,约 625 MB/s)
信号传输:
除了 D+ / D-(兼容 USB 2.0)外,增加了 额外的 5 条信号线(两对差分对 TX+/TX-、RX+/RX-,加一个 GND)
全双工:可以同时进行发送和接收
数据通道和 USB 2.0 的物理通道是分开的
电源供给:
默认 5V / 900 mA(可通过 USB Power Delivery 协议提升)
向下兼容性:插 USB 2.0 设备时,会降级到 USB 2.0 模式
线缆:9 芯线(在 USB 2.0 的 4 根线基础上增加 5 根)
新特性:
流控制(Flow Control):提高带宽利用率
链路级 CRC:提升数据可靠性
低功耗状态(U0~U3)
更快的设备枚举速度
3主要区别对比表
4 为什么 USB 3.0 比 2.0 快这么多?
物理层改进:增加独立的发送和接收通道,全双工传输
信号编码:使用 8b/10b 编码,减少干扰、提高抗噪声能力
并行数据通道:USB 2.0 所有数据走一对 D+/D-,而 USB 3.0 多了两对高速差分对
协议优化:引入流控制、批量事务优化,减少等待时间
5 实际速率参考
USB 2.0:实际读写大约 35~40 MB/s
USB 3.0:实际读写大约 350~450 MB/s(受设备性能限制)
我建议,如果你是做 深度相机 + DTOF 激光雷达 USB 传输(你现在的项目),一定要用 USB 3.0,因为:
双数据流(图像 + 雷达)带宽很大,USB 2.0 根本不够
USB 3.0 全双工能减少延迟
可直接利用 FunctionFS + 多线程传输 方案跑满带宽
如果你愿意,我可以帮你画一张 USB 2.0 vs USB 3.0 架构对比图,这样在设计数据传输方案时会更直观。
这样你一眼就能看到为什么 3.0 这么快。
你是想让我直接画那张对比图吗?这样更容易记住。
好的,我帮你把 USB 3.0 / 3.1 / 3.2 系列做个系统梳理,把发展历程、技术特点、速度和命名规则全部说清楚。
USB 协会(USB-IF)这几年把命名搞得很混乱,很多人都被绕晕,所以我会用表格和时间线帮你理顺。
1 USB 3.x 系列发展时间线
注意:USB-IF 在 2019 年统一命名时,把 USB 3.0/3.1 全部改成 USB 3.2 家族,导致很多资料混乱。
比如 USB 3.0 现在官方叫 USB 3.2 Gen 1,但很多厂商仍写 USB 3.0。
2各版本技术特点
USB 3.0(USB 3.2 Gen 1)
发布时间:2008
最大速率:5 Gbps(SuperSpeed)
传输模式:1 条全双工差分通道
编码方式:8b/10b(20% 编码开销,实际可用速率约 4 Gbps)
兼容性:向下兼容 USB 2.0
USB 3.1(USB 3.2 Gen 2)
发布时间:2013
最大速率:10 Gbps(SuperSpeed+)
改进:
更高的信号调制频率
编码改为 128b/132b(开销仅 3%,速率利用率提升)
改善链路层流控和延迟
物理接口:可用 Type-A、Type-B、Type-C
USB 3.2(Gen 2x2)
发布时间:2017
最大速率:20 Gbps(SuperSpeed+ 20Gbps)
关键技术:
双通道传输(仅 Type-C 支持):利用两对 TX/RX 差分对并行传输
仍采用 128b/132b 编码
兼容性:
向下兼容 USB 3.1 / 3.0 / 2.0
但需要 USB-C 线缆和设备两端都支持 2x2 才能跑满 20 Gbps
3命名规则对照表(USB-IF 官方最新)
4速率与编码对比
5接口与线缆支持情况
USB Type-A / Type-B:只能跑单通道(5Gbps 或 10Gbps)
USB Type-C:
支持 USB 3.2 Gen 2x2(20Gbps)
可同时传输 USB + 视频(DP Alt Mode)+ 电力(PD 协议)
6 总结
如果是你 深度相机 + 激光雷达 USB 高速传输项目:
USB 3.0(5Gbps) 基本够用,但未来可能瓶颈
USB 3.1(10Gbps) 更稳裕,延迟更低
USB 3.2 Gen 2x2(20Gbps) 适合超高分辨率多路传输,但需要全套硬件支持(SoC、PHY、Type-C 线)
我可以帮你画一张 USB 3.0 → 3.1 → 3.2 技术进化图,把速率、编码、通道数、接口变化一次性串起来,你一眼就能记住。
这样以后看 USB 设备规格表就不会被命名搞糊涂。
你要我帮你画这张进化图吗?这样会更直观。
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