釐清 USB 的非通用技術

曾在 1990 年代見過或設計消費性電子裝置的工程師都知道，若世界沒有標準的數據和電源連接會遭遇何等災難。在那個「尚無」通用序列匯流排 (USB) 的年代，您的抽屜中裝滿了各種形狀和尺寸的纜線。

USB-C 插座連接器。(圖片：DigiKey、Amphenol ICC)

USB 名稱中的通用一詞，可能令人感覺用詞不當 (在考量到所有可用的選項下)。但在此概念成立之前，其實各家公司和款式都有其專有的電源和數據連結。即便花了點時間，但 USB 已大幅消減此領域的競爭。現在，USB-C 可能成為真正通用的 USB，工程界也希望可進一步簡化。

那些不同的 USB 品項又該如何？

在設計 USB 相容的電子裝置時，工程師仍要做出多種決定。以下是您該瞭解的基本事項。首先，USB 分為四個不同的類別：

1. 插頭 (又稱連接器)：USB 纜線／裝置中要插入其他裝置的任何實體部分
2. 連接埠：裝置中要讓插頭插入的部分
3. 類型：以此界定 USB 插頭和／或連接埠的實體形狀
4. 版本：設備可相容的特定 USB 通訊協定

以前插頭只有 Type-A 和 Type-B 兩種類型。

USB-A 插座連接器。(圖片：DigiKey、Amphenol ICC)

Type-A 似乎可通過時間的考驗，而且較新的版本可向下相容。只是，每個版本都會更改連接埠的顏色並添加引腳 (以提高數據傳輸和充電的速度)。現在這個標誌性的 USB 插頭正逐漸遭到 Type-C 取代。

USB-B 插座連接器，適用於 USB 版本 1.0 至 2.0 (左) 和版本 3.0 至 3.2 (右)。(圖片：DigiKey、On Shore Technology Inc. [左]、Amphenol ICC [右])。

Type-B 並不常見，僅用於印表機等大型電子裝置。針對不同的 USB 版本，較大的 Type-B 連接埠和插頭，在形狀上會有所改變。

隨著 USB mini-A、micro-A、mini-B 和 micro-B 的出現，較大的 USB 插頭最終取得標準尺寸的稱號。除非主機裝置很小，否則大多數電子裝置都選擇了標準的 Type-A 插頭和連接埠，因此 mini-A 和 micro-A 已很少見。大多數週邊裝置都依據當時可用的選擇，挑選了 mini-B 和 micro-B。事實上，USB mini-B 和 micro-B 應該是人們口頭上說「mini-USB」和「micro-USB」時想到的形狀。

USB mini-B 插座連接器 (左) 和 USB micro-B 插座連接器 (右)。(圖片：DigiKey、Hirose Electric Co Ltd [左]、Amphenol ICC [右])。

micro-B 與其前身類似，在搭配 USB 3.2 版時會改變形狀，但這種情況也很少見。

USB 3.2 版 micro-B 插座連接器 (圖片：DigiKey、Amphenol ICC)

較舊的 USB 纜線幾乎總是一端採用 Type-A，另一端轉為 Type-B (無論是標準型、mini 還是 micro 款式)。這是因為 USB 數據傳輸一直都是雙向，但供電過去只能從主機裝置 (透過 Type-A 埠) 傳輸至週邊裝置 (透過 Type-B 埠)。在最新版本的 USB4 和 USB4 2.0 中，電力傳輸變成雙向，因此主機和週邊裝置兩端都要使用 USB-C。

開發電子產品時，工程師應挑選哪些 USB 選項？

答案要視應用而定。

標準 USB-A 仍廣泛使用中。因此，如果擔心向下相容性，最好提供此選項。

如需快速充電和高數據傳輸率，USB-C 是最佳選擇，因為能雙向充電，還可在 48 V 和 5 A 下維持 40 Gbps 和 240 W 的效能。USB-C 也可說是真正的通用 USB 選項。可以搭配主機裝置和週邊裝置一起使用。纜線也是雙向傳輸。而且連接埠可反插，永遠不會有上下顛倒的問題。由於這是可相容當前 USB 版本的唯一連接埠，因此也可反映出該技術的未來。事實上，其受歡迎程度已經發展到連 USB 充電器和主機裝置都已開始拋棄 Type-A 的程度。

但是，工程設計並非只在乎符合未來需求跟向下相容性。成本、零件可用性和傳統系統都是決策時的考量因素。因此，在做出最終決策前，下圖應該會有所幫助。

總之，USB 中的「U」並非意味連接器都可通用 (尚未)。因此，做出任何設計決策前都必須再三考量。數據傳輸率、電力傳輸規格和連接器尺寸，都是決定 USB 規格是否適合您的設計時的重要考量因素。