了解 USB 3.1一代、二代 和 USB 3.2

USB Implementers Forum 已将 USB 3.0 更新为 USB 3.1。  本文将介绍 USB 3.1 以及第一代与第二代 USB 3.1 之间的差异及两者能给机器视觉开发人员带来的实际益处。  USB Implementers Forum 还针对 USB 3.2 标准发布了相关规范，该标准使 USB 3.1 吞吐量加倍。  

USB3 Vision

什么是 USB 3.1？

USB 3.1 为机器视觉带来哪些内容？ 更新后的版本号反映出新增了 10 Gbps 传输速率（可选）。 USB 3.1 具有两个版本：第一代 -“SuperSpeed USB”和第二代 -“SuperSpeed USB 10 Gbps”。 所有 USB 3.1 设备都与 USB 3.0 和 USB 2.0 向后兼容。 USB 3.1 是指 USB 产品的传输速率；它不包含 Type-C 连接器或 USB 功率输出。 USB3 Vision 标准不受此 USB 规范更新的影响。

USB 3.1 第 1 代 

图 1. USB-IF 认证的第一代 USB 3.1 主机、电缆和设备的 SuperSpeed USB 徽标。

对于机器视觉开发人员而言， 第一代 USB 3.1 和 USB 3.0 没有实际差异。 第一代 USB 3.1 产品与 USB 3.1 产品使用相同的速度 (5 GBit/s) 运行，使用相同的连接器，并且提供等量的功率。 USB-IF 认证的第一代 USB 3.1 主机、线缆和设备继续使用与 USB 3.0 相同的 SuperSpeed USB 商品名称和徽标。 

USB 3.1 第 2 代

图 2. USB-IF 认证的第二代 USB 3.1 主机、电缆和设备的 SuperSpeed USB 10 Gbps 徽标。

升级后的 USB 3.1 标准为第二代 USB 3.1 产品增加了 10 Gbit/s 传输速率（可选）。 当前，第二代 USB 3.1 电缆的最大长度为 1 米。 USB-IF 认证的第二代 USB 3.1 主机和设备将使用更新的 SuperSpeed USB 10 Gbps 徽标。第二代 USB 3.1 非常有可能实现机器视觉。

USB 3.1 包含 Type-C 连接器吗？

对于使用 USB 3.1 设备（包括移动手机和笔记本电脑）的消费者，Type-C 连接器越来越受欢迎。 它是可逆的，可在主机设备端上使用。 它还具有可支持其他串行协议的额外 PIN，并提供与将来版本的 USB 规范的向前兼容性。 Type-C 连接器独立于 USB 3.1 规范；不能保证 Type-C 产品一定支持 USB 3.1 传输速度。

FLIR 当前不提供任何 Type-C 产品，但是我们在密切关注 Type-C 生态系统。 我们希望它能不断发展，包括广泛的行业关注产品，例如用螺钉锁定的、高度灵活的和扩大温度范围的电缆。 

USB 功率输出

新的 USB 功率输出规范已与 USB 3.1 并行开发，以便满足不断增长的消费者需求。 有了这一新规范，兼容主机可向设备提供的功率从每端口 4.5W 增加到了 100W。 USB 功率输出标准包括新的 PD 感知电缆，可用于主机和设备之间的“握手”。 接通设备电源后，可以从主机请求最多 20V x 5A 的功率。 需要首先检查电缆，确保可额定安全地输出所请求的功率，然后主机才能输出超过 5v x 900mA 的功率。 如果电缆确认支持较高的功率，主机将会提供较高功率。 支持 USB 功率输出并且电压大于 5V 或电流大于 1.5A 的端口可能标有 USB 功率输出徽标。 与 Type-C 连接器一样，USB 功率输出也不包含在 USB 3.1 规范中。 

图 3. 标识 SuperSpeed USB (a) 和 SuperSpeed USB 10 Gbps (b) 端口的徽标，支持 USB 功率输出以提供超过 4.5W 的功率。 支持 USB 功率输出的 USB Type-C 充电器可能显示指示最大功率容量的徽标 (c)。 

新 USB 3.2 规范

USB Implementers Forum 最近针对 USB 3.2 标准发布了相关规范。 更新的标准通过同时使用 USB Type-C™ 线缆两端，从而使第一代和第二代 USB 3.1 的吞吐量加倍。 

• 将 USB 3.1 Gen 1 的通量翻倍将会仍然低于 USB 3.1 第 2 代。 
• 翻倍 USB 3.1 第 2 代非常有趣，尽管最大线缆长度将会是 1 米。

使用术语“USB 3.2”来表示第一代和第二代很可能会造成混淆。  “经 USB 3.2 认证”设备可理解为支持在超过 1 米的电缆上实现 20 Gbit/s 传输速度，或支持在超过 5 米的电缆上实现 8 Gbit/s 传输速度。