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什么是Type C? 究竟有什么超能力把蘋果的閃電口lighting都給干下去了?!

2023/10/19
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蘋果剛剛推出的Iphone15 終于放棄了自己的Lighting換成了標(biāo)準(zhǔn)的Type-C。據(jù)說這也是除了 3nm 芯片A17之外的最大的亮點(diǎn)。

關(guān)于iPhone15這次從蘋果獨(dú)有的閃電口lighting更換成通用的TypeC的原因,眾說紛紜。

有一條原因是在2022年10月4日,歐洲議會通過了一項(xiàng)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(jī)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(rèn)了在2024年推出的所有手機(jī)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?yàn)闅W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?并最終迫使蘋果手機(jī)放棄自己的lighting而轉(zhuǎn)投TypeC 門下?今天我們一起來認(rèn)識一下這個(gè)一統(tǒng)江湖的接口盟主——USB Type C。

首先什么是USB?

Type C 作為USB的一種形式,我們先來認(rèn)識一下USB這個(gè)非常非常常用的數(shù)據(jù)接口。

伴隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),它就需要和許多外部設(shè)備進(jìn)行連接,比如鼠標(biāo),鍵盤,打印機(jī),掃描儀,攝像機(jī),手機(jī)等等。如下圖所示,在一個(gè)臺式機(jī)上竟然有這么多的接口,比如老式鍵盤鼠標(biāo)所用的PS/2 接口, VGA接口,網(wǎng)線接口,耳機(jī)接口等等。USB接口作為其中一個(gè),最早我們經(jīng)常用它來連接 U 盤,因?yàn)檫@個(gè)U盤的全稱就是 USB Disk?,F(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛,鼠標(biāo),鍵盤,耳機(jī)等等都可以通過USB接口來進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。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串行接口的數(shù)據(jù)接口形式。

串行接口總線USB接口標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)算機(jī)和集線器的主機(jī)控制器上,是一個(gè)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(diǎn)。A型插槽連接器提供“下游”連接,僅用于主機(jī)控制器和集線器。

USB Type A

這里有一點(diǎn)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(jìn)行區(qū)分,白色一般為USB1.0或USB1.1,黑色為USB2.0,藍(lán)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(jiān)固,但是所占用體積也比較大。通常我們所用的打印機(jī)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(gè)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(jī)上應(yīng)用比較廣泛的 USB Mini 系列。

以及在手機(jī)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(jī)設(shè)計(jì),但是其內(nèi)的舌頭也更為脆弱,相比好多小伙伴都有因?yàn)榉较虿宸磳?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(jī)充電了。在2012年的時(shí)候,蘋果推出了獨(dú)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(jiān)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(gè)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(jì)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(yuǎn)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(gè)月,USB IF 在2013年1月份的美國消費(fèi)電子展上就推出了USB3.1標(biāo)準(zhǔn),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(jì);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(biāo)準(zhǔn)規(guī)格連接線可通過3A的電流,同時(shí)還支持超出現(xiàn)有USB供電能力的" USB PD”,可以提供最大達(dá)100W的電力。

從此,再也不用為了插不進(jìn)去而煩惱了??墒切』锇閭冏屑?xì)看一下 這個(gè) 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(shí)候,就有一種把蘋果充電線插頭插進(jìn)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(gè)端面尺寸定義就可以生成一個(gè)專利,就可以壟斷這類接頭的生產(chǎn)銷售。對于我們消費(fèi)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(xì)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(jiān)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(dá)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(gè)亮點(diǎn)。

在各種優(yōu)勢加后臺的強(qiáng)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(gè)武林!將來一根線全搞定的時(shí)代終于要來了!

參考閱讀

    https://www.viewsonic.com/library/tech/usb-c-usb-b-and-usb-a-whats-the-difference/http://vrworld.com/2014/09/22/one-cable-rule-usb-type-c-displayport-alt/https://www.usbzh.com/https://zhuanlan.zhihu.com/p/447595295https://zhuanlan.zhihu.com/p/356863749https://baike.baidu.com/item/USB%20Type-C/16565059

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