通信教程 | USB接口和雷电接口的关系
来源:嵌入式专栏发布时间:2022-08-17288浏览
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随着USB 4 和 Tpye-C 的普及，可能在一些地方会说雷电接口，今天就给大家普及一下USB和雷电接口的内容。
什么是雷电接口？
Intel发布的Light Peak技术，并定名为“Thunderbolt”，“雷雳“接口，一般俗称雷电接口。Thunderbolt连接技术融合了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，最新的雷雳4达到了40Gbps。
---来自：百度百科
雷电接口是将数据传输、视频输出和充电集合至一个小巧的接口中。
雷电接口发展历程
雷电接口有多个版本，接口类型也有差异。早期由英特尔独立研发，使用光纤传输；后来苹果公司参与研发，致使正式发表的第一代从光纤改用铜线和苹果的Mini DisplayPort外形。
第三代改为使用USB Type-C接口，由于二合一的集成特点，因此它既能以双向 40 Gbit/s传输数据，兼容Mini DisplayPort设备直接连接Thunderbolt接口传输视频与声音信号，也可连接Apple Thunderbolt Display直接同时输出视频、声音与数据，且不用如传统使用多条连接线。
第一版（Thunderbolt）
2011年，发表第一版Thunderbolt，信号线最长可达10米，双向同步传输速度可达10 Gbit/s。
Thunderbolt 技术采用两种通信协议 ，包括用在数据传输的 PCI Express ，以及用在显示的 DisplayPort，且完整兼容现有的DisplayPort设备。将来可能取代现行的其他总线设备，如DVI、DisplayPort、SCSI、SATA、USB、PCI Express、Firewire（IEEE 1394）与 HDMI等，成为电脑对外的单一总线。
可以透过菊花链（Daisy-chain）方式连接最多六个周边设备(其中首两链可包含两个Apple Thunderbolt Display)，透过总线可供应10W的电力给周边。
第二版（Thunderbolt 2）
2013年，第二版，代号 Falcon Ridge，同步传输速度 20 Gbit/s。
英特尔希望在2020年时将它提升到100Gbps，透过光纤线路发送具红外线信号代替传统的数据线进行数据传输，当作电脑与其他设备之间的通用连接线，类似当前USB的功能，未来一台电脑可装设数个Thunderbolt连接端口，提供不同的设备使用，也可直接连接到一个具有数种对外置口的设备上，用一种细长的线缆支持多种输入输出设备。
Intel宣称，Thunderbolt 2 能连接一个显示器，并同时发送4K视频。
物理层面，第一、二版 Thunderbolt 的带宽都是 20 Gbit/s，因此线材是兼容的。信号线包含四条 10 Gbit/s信道，上下行各有两条。
逻辑层面，第二代 Thunderbolt 合并了第一代的两条独立 10 Gbit/s 信道，使得最高传输速度翻倍到 20 Gbit/s 。
第一款引入 Thunderbolt 2 的产品是ASUS主板，于2013年8月19日发布。
第一款发售的产品是苹果公司MacBook Pro with Retina (Late 2013)，于2013年10月22日推出。
第三版（Thunderbolt 3）
2015年6月2日，COMPUTEX 2015 ，代号为Alpine Ridge，双倍带宽达到40 Gbit/s (5 GB/s)。Thunderbolt 3 物理接口改用USB Type-C。
新一代 Thunderbolt 节省一半用电，最大供电100W。可连接两个4K清晰度显示器，或一个5K清晰度显示器。基于 PCIe 3.0 x4。支持 HDMI2.0（4K 60Hz）和 DisplayPort1.2（5K 60Hz）。
英特尔提供控制器的三个版本：
- "DP"（Double Port）版本 ：PCIe 3.0 ×4 提供2个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6540)
- "SP"（Single Port）版本 ：PCIe 3.0 ×4 提供1个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6340)
- "LP"（Low Power）版本 ：PCIe 3.0 ×2 提供1个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6240)
由于支持 Thunderbolt 1, 2 的厂商不多，而且采用 Thunderbolt 的设备大多是高端产品，价格昂贵，加上接口使用的是苹果Mini Displayport，配件无法用在其他电子设备，普及程度远低于对手USB。故此版的 Thunderbolt 将与 USB Type-C 的接头兼容，使 Thunderbolt 接口变得更普及。
USB Type-C，又称USB-C，是一种通用串行总线（USB）的硬件接口形式，外观上最大特点在于其上下端完全一致，与Micro-USB相比用户不必再区分USB正反面。
USB Type-C规范1.0由USB开发者论坛（USB-IF）发布，并于2014年8月完成，与USB 3.1规格大致相同。
但USB-C只是一个接口，不一定支持USB 3.1或Power Delivery。自从2014年USB-C规范发布后，许多新款的Android移动设备、笔记本电脑、台式机甚至是游戏机等3C设备开始使用这种连接端口。Windows 10原生支持Type-C。
引脚定义：
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雷电和Type C接口关系
Type C属于接口规格，雷电属于物理层上采用Type C接口，属于规范标准，与Type C并不冲突，如果要对比，应该是与USB 3.1/3.2接口做对比，因为雷电在Intel主导和研发过程中，带宽可达到40Gbps，相较USB 3.1的10Gbps差距高达4倍。之前因为接口限制等原因，并未在市面上广泛使用，但从雷电3开始，Intel将接口规格基于Type C物理层，并完全能够实现USB Type C的绝大多数功能，并且传输速率更高，可实现内容也就更丰富。
速度：
所以，雷电3开始采用的接口规格为Type C，同时支持USB3.1；但支持USB 3.1的Type C接口设备不一定支持雷电规范接口。目前，所有支持雷电3的接口旁都有一个雷电的“闪电”标志，方便区分。
总的来说，雷电接口性能更强，在发展趋势上，雷电接口随着市场占有率的提升，也会越来越多出现在我们日常的视线中。
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