USB-pinnit

USB 2.0, 3.0 ja 3.1 (USB-C) -liitinten täydellinen opas

"Kaavioita ja teknisiä kuvauksia kaikille tärkeimmille USB-liitinnetyypeille, mukaan lukien Standard-A, B, Mini, Micro ja USB-C."

Tämä verkkopohjainen viiteaineisto tarjoaa yksityiskohtaisen yksityiskohdan USB-liitinten pinnistokonfiguraatioista, signaalifunktioista, jännitteistä ja värimerkinnöistä sukupolvittain: USB 2.0, USB 3.0 ja USB 3.1 (Type-C). Kaikki tiedot noudattavat virallisia spesifikaatioita USB Implementers Forum (USB-IF):ltä.

Ideaalinen insinööreille, teknikoille, harrastajille ja opiskelijoille, jotka työskentelevät upottettujen järjestelmien, itse tehtyjen sähkökomponenttien tai laiterakennuksen parissa.

Mikä on USB?

Universal Serial Bus (USB) on standardoitu rajapinta ohjaimien liittämiseen tietokoneisiin ja mobiililaiteisiin. Se tukee:

• Datan siirtoa

• Jännitteen toimittamista (jopa 240W USB PD:ssä)

• Laitteiden lataamista

• Vaihtokaappausa

Jokainen USB-versio tuo uusia ominaisuuksia:

• USB 2.0: Jopa 480 Mbps

• USB 3.0: Jopa 5 Gbps

• USB 3.1 Gen 2: Jopa 10 Gbps

• USB 3.2 / USB4: Jopa 40 Gbps

Fyysiset liitinmuodot vaihtelevat tyypin ja sukupolven mukaan, mutta kaikki noudattavat tiukkoja pintapisteiden määrittelyjä.

USB-liitinten yleiskatsaus

Huomautus: USB-C tukee kääntyvyyttä, kaksiroolin toimintaa ja jännitteen toimittamista (PD).

USB 2.0 – Standard A & B -liitinnät

Standard A:       Standard B:
┌─────────┐     ┌─────────┐
│  4  3  2  1 │ │  1  2   │
└─────────┘     └─────────┘
      ↑               ↑
    Laitteen näkymä       Laitteen näkymä

Pinnikonfiguraatio (4-pinninen)

Täysi-duplexiviestintä käyttäen differenssi-signaalintaa

Ei ESD-suojaa isäntälaitteessa? Käytä TVS-diodeja!

Mini/Micro USB 2.0 – Standard A & B

Standard A:        Standard B:
┌───────┐         ┌───────┐
│ 1 2 3 4 5 │     │ 1 2 3 4 5 │
└───────┘         └───────┘

Pinnikonfiguraatio (5-pinninen)

Pinni 4 mahdollistaa automaattisen isännän ja laitteen tunnistuksen

Käytetty vanhemmissa älypuhelimissa, GPS-yksiköissä ja digitaalikameroissa

USB 3.0 – Standard A & B -liitinnät

USB 3.0 A (9-pinninen)

Laitteen näkymä:
┌─────────────┐
│ 5 6 7 8 9   │
│ 4 3 2 1     │
└─────────────┘

Yhteensopiva USB 2.0:n kanssa

Nopeus: Jopa 5 Gbps (SuperSpeed)

USB 3.0 B (11-pinninen)

Laitteen näkymä:
┌─────────────┐
│ 9 8 7 6 5   │
│ 10 11       │
│ 4 3         │
└─────────────┘

Harmaaksi myöhästyneesti; korvattu USB-C:llä nykyaikaisissa laitteissa

Micro USB 3.0 (10-pinninen)

Laitteen näkymä:
┌─────────────────────┐
│ 1 0 9 8 7 6         │
│ 5 4 3 2 1           │
└─────────────────────┘

Käytetty varhaisissa älypuhelimissa ja tableteissa ennen USB-C:n omaksumista

Tukee On-The-Go (OTG) -tilaa

USB 3.1 Type-C (24-pinninen) – Kääntyvä liitin

Laitteen näkymä (yläpuoli):
┌────────────────────────────┐
│ 1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 │
└────────────────────────────┘
│ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │
└────────────────────────────┘

Pinnikonfiguraatio (24-pinninen)

Täysin kääntyvä liitin

Kaksiroolin datan virtaus (isäntä/laitteena)

Tukee USB-jännitteen toimittamista (jopa 240W)

Tukee DisplayPortia ja HDMIa vaihtoehtoisessa tilassa

Suunnitteluvinkkejä insinööreille

• Aina johtaa D+/D- differenssi-signaalipareina kontrolloidulla impedanssilla (~90Ω)

• Pidä Vbus-jälki lyhyenä ja leveänä paremman sähkövirran käsittelyä varten

• Käytä TVS-diodeja D+/D- -linjoilla ESD-suojaksi

• Lisää vetävät vastukset CC-pinneille oikean neuvottelun varmistamiseksi

• Noudattaa USB-IF:n sertifiointiohjeita

Standardien noudattaminen

• USB 2.0: USB-IF Specification 2.0

• USB 3.0: USB 3.0 Specification (Rev. 1.0)

• USB 3.1: USB 3.1 Specification (Rev. 1.0)

• USB-C: USB Type-C Specification (Rev. 2.1)

Kaikki modernit laitteet on noudattanut näitä standardeja yhteentoimivuuden varmistamiseksi.