硬件接口大全

一、DB9 接口

1、RS232 、RS-422、RS-485区别

虽然都是使用DB9接口,但是差别比较大

a)接口不同

b)工作方式不同

  • RS232: 3线全双工(全双工通信允许数据在两个方向上同时传输)

  • RS485: 2线半双工(半双工通信允许数据在两个方向上传输,但是不能同时进行)

  • RS422: 4线全双工

c)通信方式不一样

  • RS232: 只能实现点对点通信

  • RS485:能实现点对多主从通信

  • RS422:也能实现点对多主从通信

d)逻辑特性不同

  • RS232: 逻辑"1" : -3V ~ -15 V;逻辑"0" : +3V ~+15 V

  • RS485: 逻辑"1" : +2V ~ +6 V; 逻辑"0" : -2V ~ -6 V

  • RS422: 逻辑"1" : +2V ~ +6 V; 逻辑"0" : -2V ~ -6 V

以上参考 串口通信标准RS232 RS485 RS422的区别

二、DB15接口

VGA接口线

VGA接口是15针接口,其中连通的是14针,第九针空接不用。定义如图:

注意,针形(公头)和孔型要反过来看,这是孔型的图,也就是常说的母头。

VGA线材的好坏分类的行业说法是3+4、3+6、3+7、3+9、3+11。你买线材,首先问问他,你这是3+几的线,如果他说不懂,那一般是很差的线材,不是不懂,其实是不敢说。

关于这个3的来历:就是3个RGB通道,由于色彩通道需要经过RGB三个通道来传输,这三条线至关重要,一般都要明显粗于其他的线芯。在这三条线上还各自带有独立的屏蔽层,防止信号串扰,也就是6、7、8脚。HV两个行场信号由13、14脚传输。

那么,3+4的意思就是,除了三个颜色通道之外,里面仅仅含有4条线,行场信号还要占用两个,剩下的两个连给RGB三个通道做屏蔽层都不够,所以这是质量最差最劣质的线材,但是由于它的成本低廉、价格便宜,而且在短距离内,一般的分辨率(如1024*768)不会造成图像有明显的偏差,所以这个3+4的线材市场销量最大,给消费者造成的VGA信号质量差误解的危害也是最大。

参考:VGA线材说明与鉴别详解_vga pin定义-CSDN博客

三、DB25

并行打印机 LPT 25孔

四、DB和DR区别

DB系列与DR系列端子通常指的是D-sub连接器的一种分类

DB系列:

  • 直脚:DB系列通常指具有直脚(非弯曲)引脚的D-sub连接器,这意味着连接器的引脚是直接垂直于连接器主体的。
  • 安装方式:当这些连接器被焊接到电路板(PCB)上时,引脚与PCB板面是垂直的,因此与连接到它的电缆或接线方向形成直角。
  • 应用示例:常见的DB系列连接器包括DB9、DB15、DB25等,它们常用于串行通信、视频信号传输等。

DR系列:

  • 弯脚:DR系列则通常指那些具有弯曲引脚的D-sub连接器,引脚经过90度弯曲。
  • 安装方式:当这些连接器被焊接到PCB上时,引脚与PCB板面平行,这样连接器和电缆的方向大致平行于PCB表面。
  • 应用示例:DR系列连接器同样可以用于类似的应用场景,但其特殊的引脚设计使得它们在某些空间受限的应用中更为适用。

图例参考:常用接口定义02------DB与DR系列端口_db15接口定义-CSDN博客

五、USB接口

1、支持多种传输速率:支持低速(1.5Mb/s),全速(12Mb/s),高速(480Mb//s),以及超高速(5Gb/s+)

USB4.0使用Gen3 lane,single-lane可达到20Gps,dual-lane为40Gps。USB4™ 20Gbps使用single-lane,USB4™ 40Gbps使用dual-lane。

2、差分电平

USB1.X低速设备使用3.3V差分信号

USB1.X全速设备,USB2.0-USB4.0都使用5.5V差分信号传输

D+线电压>D-线电压表示信号1,反之表示信号0

3、PIN定义

左为Plug 右为receptacle

USB 3.0在原有USB 2.0的4根线(VCC 红、GND黑、D+绿、D一白)基础上另外增加了2对差分线,这样USB 3.0的接口上就总共有8根线。原来的4根完全兼容原来的USB 2.0设备;增加的这两对差分线采用全双工模式,一对线负责发送,另一对线负责接收,发送和接收都可实现5Gbps的数据速率。

4、上电时序

5、usb host和usb device

usb host端:在集线器的端口悬空时,就被这两个下拉电阻拉到了低电平。

usb device端:在D+或者D-上接了1.5K欧姆上拉电阻。(对于全速和高速设备, 上拉电阻是接在D+上;而低速设备则是上拉电阻接在D-上)。

这样,当设备插入到集线器时,由1.5K的上拉电阻和15K的下拉电阻分压,结果就将差分数据线中的一条拉高了。集线器检测到这个状态后,它就报告给USB主控制器(或者通过它上一层的集线器报告给USB主控制器),这样就检测到设备的插入了。USB高速设备先是被识别为全速设备,然后通过HOST和DEVICE两者之间的确认,再切换到高速模式的。在高速模式下,是电流传输模式,这时将D+上的上拉电阻断开。

6、OTG

对于Host端,只需将连接线的USB_ID pin和地短接即可。

对于Slave端,USB连接线的USB_ID pin是悬空的。(设备内部上拉)。

VBUS供电电路:像RK PMU都支持VBUS动态切换输出,所以不需要单独的线路,如果没有,则需要专门的VBUS供电线路

第一种情况,当OTG设备检测到ID引脚浮空的时候,OTG设备则默认是B设备(外设)。由于ID脚悬空,电源VCC5V0-SYS通过R371,R366和R370分压给三极管Q37的基极,基极电压可以计算出来为5*10/(27+10+10)=1V,满足了NPN三极管的导通条件,Q37导通,这时Q38的基极被到地,Q38截止。Q38截止后,PMOS管Q4的G极的电压等于VCC5V0-SYS,VGS为0V,Q4截止,这样一来,电源VCC5V0-SYS也就不会对外供电,OTG设备就会作为一个从设备,与PC等主机通过USB进行通信。最常见的例子就是手机通过USB线和电脑进行数据通信。

另外一种情况,当OTG设备检测到ID引脚接地的时候,OTG设备则默认是A设备(主机)。ID脚接地时,Q37的基极的电压就会通过R366和R365下拉到地,此时Q37就会截止。Q37截止后,Q38的基极就会通过电阻R369上拉到VCC5V0-SYS,Q38就会导通,此时计算PMOS Q4的G极的电压为5*2/(10+2)=0.83V,则VGS=0.83-5=-4.17V,所以Q4满足了PMOS的导通条件,Q4导通,VCC5V0-SYS就可以对外供电。此时外接的设备是一个从设备,电源由OTG设备的VCC5V0-SYS提供,并通过USB和就主机进行数据的通信。最常见的例子就是手机通过OTG线和U盘进行数据通信。

参考:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/686953172

USB 3.0连接器引脚、接口定义及封装尺寸_usb3.0接口定义-CSDN博客

USB Host和USB Device介绍以及接口参考设计-CSDN博客

六、M.2接口

M.2接口,作为Intel推出的新一代主机接口规范,旨在替代传统的MSATA接口

M.2模组的尺寸目前有11种,用Type xxyy的方式表示,xx表示宽度,yy表示长度,单位为毫米。例如上面提到的:

Type 2230则表示其宽度22mm,长度30mm;

Type 2242,表示其宽度22mm,长度42mm;

Type 2280则表示其宽度22nm,长度80nm。

目前M.2 SSD常见的Type有三种,就是2230、2242、2280。

Socket 2也可以叫做B key,支持sata,pcie x2

Socket 3也可以叫做M key,支持sata,pcie x4

B key 的防呆键位于插槽的左方,M key 则在右方

M.2只是接口定义,比如SSD用的是M.2接口,分走sata通道和pcie通道的nvme和ahci是协议,nvme协议是专门为pcie通道的固态硬盘设计的,而achi是专门为sata通道的硬盘设计的,pcie和sata都是通道。

七、HDMI接口

HDMI接口说明_hdmi source和hdmi sink是什么意思-CSDN博客

八、SATA接口

SATA(Serial ATA)技术自从推出以来,已经经历了多个版本的迭代,每个新版本都提高了数据传输速率和其他性能指标。以下是SATA技术的主要版本及其对应的数据传输速率:

SATA 1.0 (SATA I) - 1.5 Gbps

这是SATA的第一个版本,定义了基础的数据传输速率,即1.5 Gbps(约150 MB/s)。

SATA 2.0 (SATA II) - 3.0 Gbps

第二个版本将数据传输速率提升到了3.0 Gbps(约300 MB/s)。此版本还引入了一些新的特性,如端口复用(Port Multiplier)和支持热插拔。

SATA 3.0 (SATA III) - 6.0 Gbps

第三个版本进一步将数据传输速率提高到6.0 Gbps(约600 MB/s)。这一版本对于固态硬盘(SSD)尤其重要,因为SSD的读写速度远高于传统的机械硬盘,能够更好地利用SATA III提供的带宽。

SATA 3.1 (SATA Revision 3.1) - 6.0 Gbps

这是SATA 3.0的一个小更新,增加了对一些新特性的支持,例如mSATA(mini-SATA)标准,用于更小的固态硬盘,以及Power Disable Feature等。

SATA 3.2 (SATA Revision 3.2) - 6.0 Gbps + 新特性

引入了对M.2接口的支持,这是一种更小型化的接口,主要用于笔记本电脑和平板电脑中的固态硬盘。此外,还增加了对U.2(原名SFF-8639)接口的支持,该接口支持更高性能的存储设备。

SATA 3.3 (SATA Revision 3.3) - 6.0 Gbps + 新特性

在SATA 3.2的基础上增加了一些新的特性,例如Shingled Magnetic Recording (SMR) 技术的支持,以及改进了对低功耗设备的支持。

尽管SATA 3.2和SATA 3.3版本增加了新的特性和接口标准,但它们的最大数据传输速率仍然保持在6.0 Gbps。这些版本更多的是为了适应不断发展的存储技术和市场的需求而进行的改进。

需要注意的是,虽然SATA技术在不断发展,但对于需要更高性能的应用,行业已经开始转向使用NVMe(Non-Volatile Memory Express)协议,通过PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)接口提供更高的带宽和更低的延迟。

九、USB转SATA接口

USB 3.1 转 SATA 6 Gbps 桥接控制器芯片是一种集成电路(IC),用于在USB 3.1接口与SATA (Serial ATA) 接口之间提供数据转换功能。这种芯片使得外部存储设备(如硬盘驱动器HDD或固态驱动器SSD)能够通过USB 3.1端口连接到计算机上,并以SATA 6 Gbps的速度进行数据传输。

高速传输:支持高达6 Gbps的数据传输速率,确保快速的数据读写速度。

兼容性:不仅支持USB 3.1标准,还向下兼容USB 3.0/2.0,同时支持SATA III (6 Gbps) 和SATA II (3 Gbps) 设备。

低功耗设计:采用先进的工艺技术,在保证性能的同时降低功耗。

广泛的应用范围:适用于各种外置硬盘盒、移动固态硬盘、NAS(网络附加存储)等产品中。

易于集成:通常具备小尺寸封装,便于制造商将其集成到各种存储解决方案中。

市场上有多家厂商提供此类桥接控制器芯片,例如ASMedia、JMicron、Realtek等

十、RJ45以太网

百兆

千兆

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