科普：智能接口汇总

Original 充电头网评测室充电头网评测室 2024-01-01

前言

上一期，我们给大家详细介绍了业内的重要协会和组织，它们的存在让业内技术发展有了标准和方向。然而，在3C电子行业，标准与规范需要有物理载体才能推行。智能接口作为数据传输和电力运输的重要载体，对于电子设备而言尤为重。那么，本期，充电头网将带大家了解3C数码设备中的智能接口。

Audio Jack

音频插孔（Audio Jack），也称为耳机插孔、耳机孔或音频输出插孔，是一种用于连接音频设备（如耳机、扬声器、麦克风等）的通用接口。它是一种模拟连接方式，用于传输模拟音频信号，通常使用标准的3.5毫米（1/8英寸）或更大尺寸的插头。

常见的音频插孔规格包括：

3.5mm 插孔：这是最常见的音频插孔规格，通常用于连接耳机、扬声器、麦克风等设备。它有时也被称为 "mini-jack"。3.5mm 插孔通常有三个部分，分别用于左声道、右声道和地线。某些设备还支持四个部分的插孔，用于支持麦克风。

6.35mm 插孔：也称为 "quarter-inch jack"，通常用于专业音频设备，如大型扬声器、音频混合器等。这种插孔规格通常用于需要更高的音频质量和功率的场景。

2.5mm 插孔：较少见，尺寸比3.5mm 插孔小，用于一些特定的移动设备和早期的音频设备。

音频插孔在音频设备上有不同的用途，例如：

耳机插孔：用于连接耳机，让用户能够个人欣赏音频内容而不影响周围的人。

扬声器插孔：用于连接扬声器或外部音箱，从音频设备中播放声音。

麦克风插孔：用于连接外部麦克风，使用户能够录制声音或进行通话。

线输入/输出插孔：用于连接其他音频设备，如音频接口、录音设备等。

DisplayPort

DisplayPort（简称DP）是一个由PC及芯片制造商联盟（发起企业包括英特尔、AMD、戴尔、联想及三星等）开发，视频电子标准协会（VESA）标准化的数字式视频接口标准。Video Electronics Standards Association（视频电子标准协会，简称“VESA”）是制定计算机和小型工作站视频设备标准的国际组织，1989年由NEC及其他8家显卡制造商赞助成立。

该接口目前免授权费，主要用于视频源与显示器等设备的连接，并也支持音频、USB和其他形式的连接。

DisplayPort是一种数字音像接口，广泛应用于计算机和显示设备之间的连接。用于提供高质量的视频和音频传输，具有以下作用和功能：

高分辨率视频传输：DisplayPort支持高分辨率视频传输，包括4K、5K和8K分辨率，以及多个显示器的串联或并联配置。这使得它成为处理高清视频和图形内容的理想接口，适用于专业图形设计、视频编辑和游戏等领域。

高刷新率和平滑显示：DisplayPort支持高刷新率显示，可以提供更流畅的图像和视频播放体验。它可以实现高达240赫兹的刷新率，使动态图像和视频更加清晰、流畅。

多显示器配置：DisplayPort支持多显示器配置，可以通过单个DisplayPort接口连接多个显示器。这种能力被广泛用于工作站、多屏办公环境和游戏设置，提供更大的工作区域和沉浸式视觉体验。

高质量音频传输：DisplayPort不仅支持高质量的视频传输，还能够传输高保真音频信号。它可以通过单个接口传输多个音频通道，支持7.1声道环绕音效，提供出色的音频体验。

高带宽传输：DisplayPort具有高带宽传输能力，可以快速传输大量数据。这使得它适用于连接外部存储设备、高速数据传输和视频流传输等需要高带宽的应用。

灵活的连接选项：DisplayPort接口提供多种连接选项，包括标准DisplayPort连接器、小型DisplayPort（Mini DisplayPort）和USB Type-C接口上的DisplayPort模式。这种灵活性使得它与各种显示设备和计算机之间的连接更加便捷。

Ethernet

以太网（Ethernet）是一种常用于计算机网络的有线通信技术，它用于在计算机、服务器、路由器、交换机和其他网络设备之间传输数据。以太网是一种局域网（LAN）技术，它允许多台计算机在同一网络中共享信息和资源。

传输介质

以太网可以在不同类型的传输介质上运行，包括双绞线、同轴电缆和光纤。其中最常见的是使用双绞线，如Cat5、Cat6等。

拓扑结构

以太网支持多种拓扑结构，包括星型、总线型和环型。在现代以太网中，星型拓扑最为常见，其中每个设备都连接到一个中央交换机或路由器。

MAC 地址

每个以太网设备都有一个唯一的物理地址，称为MAC（Media Access Control）地址。这是一个由12个十六进制数字组成的标识符，用于在网络上唯一标识设备。

帧格式

以太网数据通过帧（Frame）的形式传输。每个帧包含源MAC地址、目标MAC地址、数据内容和校验等信息。

CSMA/CD

以太网使用载波监听多路访问/碰撞检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CD）协议来控制多个设备在同一时间在网络上发送数据。这个协议帮助避免数据碰撞并确保有效的数据传输。

速率

以太网的传输速率从最早的10 Mbps（以太网标准）、100 Mbps（快速以太网）发展到了1 Gbps、10 Gbps、100 Gbps等更高速率，随着技术的进步。

交换机和路由器

交换机用于在局域网内交换数据帧，而路由器用于在不同局域网之间转发数据。这些设备在以太网网络中起到关键的作用。

标准

以太网的发展受到了许多标准的影响，如IEEE 802.3标准。不同的以太网标准定义了不同的速率、介质和功能。

以太网已成为计算机网络中的基础技术，广泛用于企业、家庭和数据中心等环境中，提供可靠的数据通信和资源共享。随着时间的推移，以太网技术持续发展，为越来越高的数据需求提供解决方案。

HDMI

HDMI（High Definition Multimedia Interface） ,中文名称为高清晰度多媒体接口。所以一般情况下我们在说HDMI的时候，指的是这种接口。

2002年4月日立，松下，飞利浦 Silicon Image，索尼，汤姆逊，东芝共7家公司成立HDMI组织，并制定了的专用于数字视频/音频传输标准。同年12月，HDMI组织发布了1.0版本，随后适配HDMI版本的接口类型相继被设计出来，HDMI接口开始在走进大众视野。截止到目前，HDMI的标准已更新到2.1版本。

HDMI是一种数字化视频/音频接口技术，是适合影响传输的专用型数字化接口，可以在一根传输电缆内传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号，且无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。

自HDMI协会成立以来共定义Type-A、B、C、D、E五种类型，下面为五种接口详情。

目前，主流的几口只剩A、C、D三种，其中Type-A为标准HDMI口，最为常见。

Parallel

并行端口（Parallel Port），又称平行埠、并列埠、并口，是计算机上数据以并行方式传递的端口，也就是说至少应该有两条连接线用于传递数据。数据的宽度可以从1～128位或者更宽，最常用的是8位，可通过接口一次传送8个数据位。双向并行端口是指通信两端以并行方式传输数据。

并行端口的原始规范规定数据传输是单向的，也就是说每针的数据都只能单向传输。然而，随着1987年PS/2的问世，IBM提出一种新型的双向并行端口设计。该模式通常称为标准并行端口 (SPP)，并且已经完全取代了最初的设计模式。双向通信允许设备既能发送数据又能接收数据。许多设备使用最初为数据传输设定的8针（从第2针到第9针）。使用此相同的8针将通信方式限制为半双工，也就意味着信息每次只能沿一个方向传输。

但是，第18到第25针（最初设计只是用于接地）也可以用作数据传输。这使得全双工（同时沿两个方向传输）通信成为现实，即双向并行端口。常见的双向并行端口有：SPP（Standard Parallel Port）标准并行接口；EPP（Enhanced Parallel Port）增强并行接口；ECP（Extended Capabilities Port）扩展功能并行接口。

最著名的一种并行端口类型是Centronics接口，它在连接打印机方面被广泛使用。Centronics并行端口使用36针连接器，能够以相对较高的速度传输数据。

然而，由于在数据传输速度、布线复杂性以及更高效的通信方法的出现，并行端口在很大程度上被更现代的接口所取代，如通用串行总线（USB）和以太网。例如，USB提供更快的数据传输速率，更加多功能，并支持更多种类的设备。

因此，现代计算机上很少再见到并行端口，它们主要作为计算机接口技术演变的历史范例。

PS/2

PS/2（Personal System/2）是一种计算机连接标准，一般情况下，PS/2接口的鼠标为绿色，键盘为紫色。PS/2 原是“personal 2”的意思，“个人系统2”。

最初由IBM在1987年引入，用于连接键盘和鼠标等外部设备到个人计算机。PS/2接口在当时取代了早期的AT接口，成为标准的键盘和鼠标连接方式，尤其在90年代广泛使用。PS/2接口具有两种类型：PS/2键盘接口和PS/2鼠标接口。这两种接口都使用小型迷你DIN连接器，分别具有6个针脚（键盘）和6或5个针脚（鼠标）。

尽管PS/2在其使用时期非常流行，但随着技术的发展，特别是USB接口的普及，PS/2逐渐被取代。USB接口提供了更快的数据传输速率、更多的设备兼容性以及热插拔功能，因此逐渐成为更优选的连接方式。随着时间的推移，现代计算机几乎不再提供PS/2接口，取而代之的是USB接口，尤其是用于键盘和鼠标等常见外设。

"SD接口"通常指的是Secure Digital（SD）存储卡的接口。SD存储卡是一种常见的可移动存储设备，用于在各种设备中存储数据，例如数码相机、手机、平板电脑、音乐播放器等。SD存储卡通常以小卡片的形式存在，具有不同的存储容量，例如几GB到几TB不等。

SD存储卡接口有多个版本，每个版本都有不同的物理和电气规范，支持不同的数据传输速率。以下是一些常见的SD存储卡接口类型：

SDSC（Secure Digital Standard Capacity）：最初的SD卡，容量范围从几MB到2GB。

SDHC（Secure Digital High Capacity）：支持容量范围从4GB到32GB的存储卡。SDHC卡采用FAT32文件系统。

SDXC（Secure Digital eXtended Capacity）：支持更大的存储容量，范围从32GB到2TB。SDXC卡通常采用exFAT文件系统。

SDUC（Secure Digital Ultra Capacity）：这是更高容量的SD卡规范，支持超过2TB的存储容量。

在SD存储卡的物理外观上，卡片上通常会有一个金属接点区域，这些接点与设备的插槽相对应，用于传输数据和电力。SD卡插槽也是在许多设备中广泛使用的标准。

Serial

"Serial接口"是一种用于在计算机和外部设备之间传输数据的通信接口，俗称“串行通信接口”。该接口的数据按照一位接一位的顺序传输。这与并行接口不同，后者同时传输多个数据位。Serial接口通常用于连接各种设备，包括串口设备、网络设备、存储设备等。

其特点是线路简单，只需一对传输线，即可实现双向通信，大大降低成本，适用于远距离通信，但是速率较慢。串口的硬件特性有许多标准和变种，下列为一些常见的“串行通信接口”。

RS-232（串口）

RS-232是一种最常见的串行通信标准，通常用于连接计算机和串口设备，例如调制解调器、打印机和终端。它使用DB-9或DB-25连接器，并以ASCII字符编码传输数据。

SIM

SIM是Subscriber Identity Module的简称，称为用户识别卡。SIM卡是一种小型芯片卡，通常用于移动电话和其他移动通信设备，以存储用户身份信息、电话号码、联系人信息和网络访问密钥等。不同类型的设备使用不同的SIM卡尺寸和接口，以下是一些常见的SIM接口类型：

Full-size SIM（标准SIM）：这是最早的SIM卡尺寸，尺寸大约是85.60毫米 x 53.98毫米。标准SIM卡通常用于较早的手机和设备中，但现在很少使用。

Mini-SIM（或称为常规SIM或标准SIM）：Mini-SIM尺寸约为25毫米 x 15毫米，它是较早期智能手机和许多移动电话的标准SIM卡尺寸。

Micro-SIM：Micro-SIM是一种较小的SIM卡，尺寸约为15毫米 x 12毫米。它在某些智能手机和平板电脑中使用较多。

Nano-SIM：Nano-SIM是目前最常见的SIM卡尺寸，尺寸约为12.3毫米 x 8.8毫米。它被用于许多现代智能手机和移动设备中。

eSIM（嵌入式SIM）：eSIM是一种不需要物理SIM卡的技术，它将SIM卡的信息嵌入到设备的芯片中。eSIM可以通过软件配置来更改运营商或计划，而无需更换物理SIM卡。这种技术在一些智能手表、智能眼镜和物联网设备中使用。

Thunderbolt

Thunderbolt 雷电技术是由英特尔和苹果公司联合推出的一种高速数据传输和视频协议，最早于2011年推出。它可以同时传输数据和视频信号，支持高达40Gbps的带宽，能够轻松应对各种数据传输需求。

1997年，英特尔发布了第一代PCI总线，它是一种用于计算机内部的高速数据传输协议。随后，英特尔开始探索如何将PCI总线技术应用到计算机外部的设备中。2006年，英特尔发布了第一个使用PCI Express总线的芯片组，用于计算机的外部设备连接。

2009年，苹果公司发布了第一款支持Mini DisplayPort接口的电脑，这个接口可以用于连接显示器和其他外部设备。随后，苹果公司将Mini DisplayPort技术授权给英特尔，后者将其融入到PCI Express总线技术中，形成了第一代Thunderbolt技术。

2011年，第一代Thunderbolt技术正式发布。它使用PCI Express总线技术和DisplayPort协议，可以实现高速数据传输和视频输出。该技术的传输速度可达到10Gbps，是当时市场上最快的接口之一。

2013年，英特尔发布了第二代Thunderbolt技术，其传输速度提高到了20Gbps，并添加了对4K视频的支持。同时，它还支持电源传输，最高可传输100W电力。

2015年，英特尔发布了Thunderbolt 3技术，它采用USB-C接口，并支持传输速度高达40Gbps，同时支持4K和5K显示器，并能够传输100W的电力。

2020年，英特尔发布了Thunderbolt 4技术，它相比Thunderbolt 3技术，新增了DMA保护技术和Thunderbolt dock管理功能，可支持4K和8K显示器，并可以传输100W的电力。此时依旧采用的USB-C接口。

USB

1994年，英特尔和微软倡导发起的国际标准化组织，简称“USB-IF"。该组织制定了一系列通用串行总线的规范和规格，其中有关充电的规范就是我们上一期提到的充电协议，此外，他们还在此规范上制作了适配的标准接口。这就是USB接口起源。

从USB-C的名字我们可知，之前推出过USB-B、USB-A，平时也叫Type-A、Type-B、Type-C。我们先了解下USB曾经推过哪些接口类型。

USB推出的USB-A、USB-B、USB-C接口，每一种类型还可能会根据尺寸类型划分成standard（标准版）、mini（小版）、micro（微小版），下面根据这张图认识一下家族成员吧：

由上图可以看出，即使到了USB3.0时代，USB接口依旧处于五花八门、各自为政的状态（不同版本之间兼容性不好，且接口类型太多）。而这个时候，USB-C出现了。

并且在USB4 1.0发布时完成了统一，在USB4 1.0版本f发布内容中规定，将USB-C接口作为唯一指定接口，并一直沿用到近期发布的USB4 2.

USB Type-C是跟随USB 3.1标准一起提出来的，由于它是新出现的形式，TypeC其实不存在“兼容”老设备的问题。事实上，USB Type-C的真正推广，是从2015年，苹果的MacBook搭载USB Type-C接口开始的，国内第一个用USB Type-C作为手机接口的厂商是乐视1（而不是华为）。

VGA

VGA（Video Graphics Array）视频图形阵列是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。VGA接口即电脑采用VGA标准输出数据的专用接口。接口共有15针，分成3排，每排5个孔，是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号（水平和垂直信号）。

VGA接口的针脚定义

15个针脚的名称和描述如下：

其对应的接口定义如下：

VGA成像的基本原理

芯片组将显存内数字格式存储的图像（侦）信号经过DAC转换为R，G，B模拟信号，和行、场同步信号，再输出到显示设备成像。

显示器通过光栅扫描的方式。电子束在显示屏幕上有规律的由做左到右，由上到下进行扫描。在扫描过程中，受行同步信号的控制，逐点往右扫，完成一行扫描的时间的倒数称为行频。同时会在行同步周期的脉冲内回到屏幕的左端，受场同步信号的控制，从上往下扫描完成一侦信号，完成此一侦信号周期的倒数称为场频。最后通过不同的像素的组合来形成显示图像。

充电头网总结

智能接口是数据交互、电力传输的重要桥梁，如同国家的海关部门一样，管理着国家和地区之间的贸易往来。智能接口是不同设备交互的管理卡口。

本次充电头网列举的智能接口涵盖了3C、数码、半导体、音频、快充等多个领域，但是限于眼界和篇幅，尚未搜罗到所有，感兴趣的朋友可以留言补充，后续我们还将继续更新。

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