随着计算机科学的蓬勃发展,以及现代化进程的逐步推进,每个人能在日常生活中接触到的电子设备越来越多,而这其中也包含着多种不同种类的接口。
面对这些繁多的接口,很多人都不清楚其名称和具体用处,甚至出现将USB-C接口称为“华为口”的现象。即使能正确分辨接口类型,在面对诸多同型接口的不同协议时,又会产生许多问题。
针对上述现象,本文试图结合个人所学知识,大致梳理一下常见的电子设备接口类型、协议及作用。
一、视频信号类
1.VGA接口
VGA接口也称为D-Sub接口,VGA接口采用15针插针式结构,里面传输分量、同步等信号,很多老显卡都带有这个接口。虽然液晶显示器可以直接输入数字信号,但为了兼容带有VGA接口的显卡,在液晶显示器上也带有VGA接口。显示器内置了A/D转换器,将模拟信号转换为数字信号在液晶显示器上显示。
VGA的最大分辨率仅为2048×1536,最高频率60Hz,而且容易受到其它信号干扰,在高分辨率下字体容易虚,信号线长的话,图像有拖尾现象。在数字设备高度发展的今天,VGA接口已逐渐退出舞台,一些显示器也不再带有VGA接口。
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2. DVI接口
DVI的种类非常多,接口上有DVI-A、DVI-D、DVI-I,又可分为单通道与双通道。DVI-A(DVI-Analog)接口只传输模拟信号,实质就是VGA模拟传输接口规格,常用于转接显卡的DVI-I输出到VGA显示器接口。DVI-D(DVI-Digital)接口是纯数字接口,不兼容模拟信号。DVI-I(DVI-Integrated)接口,兼容DVI-I和DVI-D两种插头,兼容数字和模拟信号。它们的接口形状不同,如果接口不匹配就无法插入使用。
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以下是这些接口所能支持的最大分辨率与刷新率:
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3.HDMI接口
HDMI接口在2002年提出,现在已经发展到HDMI 2.1标准,而且随着行业发展,HDMI 2.1标准已经能够支持4K 120Hz及8K 60Hz,支持高动态范围成像(HDR),可以针对场景或帧数进行优化,向后兼容HDMI 2.0、HDMI 1.4。最主要的是,它是视音频同时传输的。
如今很多的显示器带有音箱,使用一根HDMI线,就可以同时完成图像和声音的传输,这也是HDMI的一大优势。也因为如此,HDMI成为了当今显示器最常见的接口。
HDMI在物理接口上,有几种类型。可以分为标准HDMI接口,mini HDMI接口和Micro HDMI接口。Mini HDMI接口和Micro HDMI接口通常用于移动设备。
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4.DP接口
DP(Display Port)接口是HDMI接口的竞争对手。在一些显卡与显示器上,除了有HDMI接口,也带有DP接口。现已发展到DP1.4标准,能传输10bit的4K 120Hz视频,也可以支持8K 60Hz视频。
DP1.4协议在物理接口上能兼容标准DP接口、Mini-DP接口和USB-C接口。使用同时支持USB协议和DP协议的USB-C接口连接显示器时,可以直接使用显示器上的USB扩展坞。
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二、数据传输类
1.USB接口
USB接口不光物理接口种类繁多,其支持的协议也是非常之多,很容易让人混淆。故在此从物理接口和支持协议两个方面,梳理一下USB接口的分类。
(1)物理接口
按照物理接口类型来分类,USB接口可以分成USB type A(USB-A)、USB type B(USB-B)和USB type C(USB-C)三大类,其中USB-A和USB-B又有其Mini和Micro版本,且支持USB3.0以上协议的USB-B接口外形又稍有不同。
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(2)支持协议
USB协议从1996年的USB 1.0开始,至今已经发展到USB 4,且由于早期USB协议命名缺乏规范,致使很多人难以分清相近USB协议之间的区别。譬如,给你“USB 3.1 gen 2”和“USB 3.2 gen 2×1”两个名词,要你猜测那个协议更为先进,我猜很多人都会下意识选择“USB 3.2 gen2x1”,然而其实这两个协议内容相同,只是不同时代下的两种称呼罢了。
面对上述情况,往往需要详细了解各种USB协议,才能学会高效判断,下表梳理了目前为止的全部USB协议。
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值得指出的是,由于历史原因,USB 3.0也被称为USB 3.1 gen 1,USB 3.1也被称为USB 3.1 gen 2。最容易混淆的点可以参看以下等式:
USB 3.0 = USB 3.1 gen 1 = USB 3.2 gen 1×1
USB 3.1 = USB 3.1 gen 2 = USB 3.2 gen 2×1
2.雷电(ThunderBolt)接口
雷电接口也叫雷雳接口,是Intel和苹果共同制定和研发的接口规范,Thunderbolt技术融合了PCI Express数据传输技术和DisplayPort显示技术,可以同时对数据和视频信号进行传输,并且每条通道都提供双向10Gbps带宽,雷电2协议可达20Gbps,雷电3和雷电4均可达40Gbps,提供了非常好的扩展性。
在物理接口上,雷电1和雷电2与Mini-DP一致,雷电3和雷电4则采用了USB-C接口,识别雷电接口最方便的方法是观察接口边上有无闪电符号(如下图)。
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3.Lightning接口
Lightning接口是苹果于2012年9月12日,在美国旧金山芳草地会议中心苹果发布的全新接口,中文可将其译为”闪电”接口。新接口的发布,意味着苹果使用了长达9年的30针Dock接口将被正式取代。
Lightning接口目前常见于苹果的移动设备,可以实现充电、视频输出、数据传输,但最大传输速率较低,只有USB 2.0的水平。
目前苹果在移动设备上也在逐渐改用USB-C接口,诸如iPad Pro 2018以及后续机型,以及iPad Mini 6和iPad Air 4。
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4.RJ45接口
RJ45接口就是我们最常见的网络设备接口,俗称“水晶头”,专业术语为RJ-45连接器,属于双绞线以太网接口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入,设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防止脱落。这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用,传输介质都是双绞线,不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求,特别是1000Base-TX千兆以太网连接时,至少要使用超五类线,要保证稳定高速的话还要使用六类线。
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5.SD/TF卡插口
SD/TF卡插口用于读取SD/TF卡中的内容,通常见于笔记本电脑和USB拓展坞,其接口外形如下图。
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三、输入输出类
1. PS/2接口
PS/2接口常见于台式电脑,可以用来连接键盘及鼠标。PS/2的命名来自于1987年时IBM所推出的个人计算机:PS/2系列。由于不支持热插拔且接口形状复杂,目前正逐步被USB键鼠取代。
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2. 3.5mm音频接口
3.5mm音频接口名字来源于其3.5mm的直径,通常被用于传输同轴音频信号。即目前常见的有线耳机所使用的接口,通常见于笔记本电脑和部分手机。
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上述内容就是我根据个人所掌握的知识,结合互联网内容整理的当代常见接口的介绍,希望能对大家有所帮助。
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