工作笔记│接口是接口，协议是协议

时间： 2024-08-22 来源：启威测实验室公众号

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接口是接口，协议是协议，意思是有些接口虽然长相相同，但接口涵盖的数据传输协议是不同的，最终数据传输的效果也会不同。

电脑上有各式各样的接口，外部有USB、HDMI、TYPE-C、RJ45网络接口等接口，内部又有PCIE （mini PCI-E， M.2 NVMe）、SATA, mSATA, M.2 SATA等接口，这些接口都有不同的版本。

图1 不同类型的电脑接口

如何在确保数据有效传输的同时，还要保持设备的兼容性和前瞻性。理解“接口”与“协议”这两个概念的区别和联系，对于设计高效和可靠的数字系统至关重要。

接口：连接的桥梁

接口是硬件的物理形态，是设备与设备之间连接交流的桥梁。从USB接口到HDMI接口，再到复杂的PCIe插槽，接口的设计标准化保证了广泛的兼容性。例如，USB Type-C接口因其可逆插设计和统一的形状而被广泛采用，它可以在智能手机、笔记本电脑甚至是一些游戏机上找到。

协议：通信的语言‍

协议则是定义数据如何在这些物理连接中传输的一套规则。它包括数据如何被编码、传输、解码以及如何确认发送和接收等。即使是在同一种接口下，不同的协议可以大大改变数据传输的性能和效率。例如，USB接口可以通过不同的标准（如USB 2.0、USB 3.2 Gen1（5Gbps）、USB 4.0）来实现不同速度的数据传输。这些标准虽然在物理接口上相似或相同，但在协议层面上有着根本的不同。

图1 USB版本及传输速率

接口相同，协议不同

让我们深入探讨USB接口的例子。USB Type-C接口在外观上为用户提供了极大的便利，但这种接口支持的协议却极为多样。

USB C型接口，这个接口自由度非常高，一个接口可以同时容纳多种数据协议。首先，它可以只作为USB数据接口而存在，而且不是就一定为USB3.2Gen2x2，它也可以只是USB3.2gen1。而当它为复合型接口的时候，可能除了USB数据协议之外，它还集成了PD快充协议以及DP视频信号传输协议。这也是为什么拥有多种协议的C型接口的电脑插上个扩展坞之后，又能传输数据又可以支持视频输出的原因。

图2 USB Type-C 引脚定义

图3 USB Type-C 全功能引脚图

图4 USB插座/插头对接示意图

图5 USB 供电协议

图6 USB 版本的兼容性

当然目前来说更高级的USB C型接口数据协议是雷电协议，也就是咱们常说的雷电3和雷电4，它们的总带宽都为40GB/S,但实际效果还是有很大区别的，比如雷电3，它现在也叫作USB4，它的40Gbps带宽其实是要拆分成两部分的，一部分是数据传输，另一部分是显示带宽。

这种差异的存在，让设备的设计和使用带来了复杂性。用户可能会误以为所有USB Type-C接口都能提供相同的高速数据传输和多功能性，但实际上其性能完全取决于背后支持的协议。

设计挑战与用户教育

对技术研发人员而言，设计一个同时满足性能要求和成本效益的系统是一大挑战。选择哪种协议不仅影响着设备的性能，还直接关联到用户体验和产品的市场竞争力。此外，用户教育也是不可忽视的一环，确保用户理解他们设备的真实能力，对于维护品牌信誉和客户满意度至关重要。

从技术研发的角度来看，虽然接口提供了物理上的统一和便利，但协议才是决定数据传输效果的关键。在设计未来的设备时，我们必须仔细考虑如何通过合适的接口和协议组合来最大化数据处理能力和用户的整体体验。这不仅是一场技术的较量，也是一次对市场需求深刻理解的考验。

启威测实验室提供各种电子产品高速接口信号量测，包括

显示接口：HDMI1.4/2.0/2.1, DP1.2/1.4, Mipi C/D-PHY, LVDS, V by one接口；

存储方面：DDR2/3/4/5, LPDDR3/4/5，eMMC，Flash等；

针对板级信号：PCIE2.0/3.0/4.0/5.0 TX&RX（mini PCI-E,M.2 NVMe）, USB2.0/3.0/4.0TX&RX(TypeA,B,C)，eDP，Ethernet（10/100/1000Base-T，100/1000 Base-T1,2.5G/5G/10G）等提供定制化的测试方法，全面保障消费电子产品的信号质量。

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Analog and Interface Product Selector Guide Thermal Management • Motor Driver • Power Management Interface and Networking Peripherals • Linear and Mixed Signal CO and Smoke Detector ICs

型号- RE46C200,MCP1541,TC1224,MIO3P30,TC1223,TC7107A,MIC2045-2,MIC2045-1,VM0109,VN2106,MIC22200,TC7106A,TC1232,AT30TSE002B,ATA6570,MIC2570/1,DN2470,ATA6562,ATA6561,ATA6564,ATA6563,ATA6566,LAN9512/13/14,ATA6565,ATA6560,MIC2601/02,VN2110,AT30TSE004A,TN0702,HV5308,MTD6501D,MTD6501C,TC2117,MTD6501G,HV9967B,TC1269,MIC2007/17,TC1264,TC1265,TC1262,TC1263,MCP7940X,MIC68400,MIC68401,MIC2548-1,MIC2548-2,MIC5295,TC850,MCP7941X,MCP25625,LAN89218,MCP3301,MCP3304,TC6501,MCP3302,TC6502,TC6503,TC6504,TCM809,TCM810,MIC2076-2,VP0808,MIC2076-1,VP2106,MCP795W2X,TC1270AN,MIC2003/13,MIC5248,TC1270A,MIC5249,MIC2981/82,MIC2041-2,MIC5247,MIC2041-1,HT0440,MCP47FVB22,MCP47FVB21,MIC5259,LX5589B,LX5589A,MIC2098-1,MIC2098-2,MIC5253,MCP48CVB02,MIC5252,MCP48CVB01,LX5589H,MIC5258,HV2221,MIC5255,MIC22601,MIC5256,MIC22602,MIC5271,MIC45212-2,MCP23008,MCP23009,MIC5270,MCP6V03,MCP6V02,MCP47FVB12,MCP47FVB11,MRF89XA,MCP6V01,RN4678,MIC5264,MCP48CVB11,MIC5265,MIC45212-1,MCP48CVB12,MIC5268,TC1272A,VN2222L,MIC384,MCP23016,MCP23017,MIC5282,MCP23018,MIC5283,MIC5280,MIC5281,VP2110,MCP6V14,MCP47FVB02,TC54,MCP47FVB01,TC53,EMC1073,TC51,EMC1074,MCP6V12,EMC1072,MCP6V11,TC59,MCP6V07,MCP6V06,MCP6V08,MCP48CVB22,MCP48CVB21,TC1271A,MCP9904,MCP9902,MCP6V27,MCP9903,MCP6V26,USB46X4,MIC5206,MIC5207,MIC5205,MIC5208,MIC5209,MIC2172,MIC2171,MCP14A0602,LAN8740A,MIC5202,MIC2176,MIC5203,MCP14A0601,LX5584B,MIC5200,MCP47CIVIB21,LX5584A,LXK3301AR001,MIC5201,MOP3P04,LX5584H,TC77,MCP6404,MAQ5281,TC74,MAQ5280,MAQ5283,MIC2544-1,MCP6401,MCP6V32,TC72,MAQ5282,MIC2544-2,MCP6V31,MCP6V34,MCP6402,MIC4PP5,ATSAMHA1E16A-MBT-B,MIC5216,MCP6V28,MIC5219,MIC2183,MIC5210,MIC2182,MIC2185,AT30TS75A,MIC2184,LAN8741A,MIC5213,MIC2186,VN1206,HV2661,MIC5211,MCP16301,HV2662,MCP4231,MCP4232,MIC2920A,MTS2916A,MCP6411,LX5586A,TC7109A,MHP4141,MIC29201,MIC29202,MIC2194,MIC29204,MIC2193,LX5586H,RF4R0199,MIC2196,MIC2198,LAN8742A,MIC5225,MIC7401,MIC7400,MIC2199,SAMW25,MCP6421,MCP4242,MCP6V51,LR745,MCP795W1X,MCP6422,MCP6424,MIC5239,MIC5237,MIC5238,HV209,MIC5231,MIC5232,MIC5235,MIC5236,MIC5233,MIC5234,HV2201,MCP6V61,MCP4251,HV2631,MCP4252,MCP6V62,MIC24056,MIC2841A,MIC24055,MIC24054,MIC24053,MIC24052,MIC24051,MCP6V64,LND250,ADM00561,HV219,TC648B,MIC59150,MIC2253,MIC2026A-2,MIC2026A-1,MCP1318M,MCP6441,MCP6V72,MCP4262,MCP6V71,MCP6V74,ATSENSE101,MCP6442,MIC2842A,MIC38C45,TN2435,MCP4261,MIC38C44,USB5734,MIC38C43,MIC38C42,MCP6444,MIC2267,MIC29751,MIC29752,TC647B,MIC28304-2,MIC28304-1,ATSENSE301(H),MIC58P42,MCP6V82,MCP6V84,MIC2843A,MCP40D19,MCP6V81,MCP40D18,MCP40D17,MCP33131D,MCP39F521,MIC5305,MIC5306,MIC5303,MIC5304,MIC5309,MIC5307,MIC5308,HV238,MIC4451,MIC5301,ENC624J600,MIC5302,HV232,MIC4452,MCP6V94,MIC2844A,MCP1316M,MIC2291,MCP6V92,MIC2290,MCP6V91,MTD6508,MTD6505,MIC5316,MIC4469,MIC5317,MIC2289,MIC4467,MIC5315,MIC4468,TC649B,MIC5318,MIC2282,MIC5312,MIC5310,MIC2288,MIC5311,MIC2287,MCP6474,MCP9501,USB264X,MCP16251,USB3503,TC8220,MCP6472,MCP6471,MCP9509,MCP9504,MCP9502,MCP9503,MIC2213,MIC2212,MIC2215,MIC2214,MIC39501,MIC2219,MIC39500,HV257,HV256,HV254,MIC2211,MIC2210,MIC94355,MCP73213,MCP6001,MCP6484,MCP9510,MCP6002,MCP6481,MCP6482,MIC49300,MCP6004,MCP39F511,USB2660,ADM00592,MIC2225,MIC29712,MIC58P01,HV264,MCP47DA1,MIC94345,MCP1319M,MCP73223,MCP6492,MCP6491,TN2425,MCP6494,UCS2114,UCS2113,UCS2112,MIC47150,MIC4414,MIC4415,MIC2238,MIC4416,MIC4417,VN0300,MIC2230,MCP1755S,MCP6023,MD0101,MCP6022,MD0100,MCP6024,HV2601,MD0105,MIC24046,MCP6021,MIC24045,HV2605,UCS1003-3,UCS1003-2,UCS1003-1,MIC4425,MIC2245,MIC4426,MIC4423,MIC4424,MIC4429,MIC4427,MIC4428,UCS10O1-2,UCS10O1-4,MIC4420,MCP6034,MCP6033,ATA663254,DN2535,ATA663255,ENC28J60,MIC94325,DN2530,MCP6032,MCP6031,MCP42100,TC1189,TC1187,MIC4832,TC1188,MIC4833,MIC4830,TC1186,MIC2009A,MIC94310,MCP6044,MCP6041,MCP6043,MCP6042,MIC94300,LX7219/7220,ATA663232,MCP6052,MCP6051,ATA663231,MCP6054,MIC94305,TC2054,TC2055,MIC37302,MCP7940M,MIC37303,HV7022,TP2424,MIC37300,TC1410N,MIC37301,MCP7940N,TC962,TC642B,MAQ5300,MIC23158,MIC45208-2,MCP6N16,MIC23159,MIC45208-1,MTD6502B,MCP6062,MIC23155,MCP6064,MCP6N11,MIC23153,MIC23150,MIC47100,MCP1603,MIC2202,MIC708,MCP1601,MIC2204,MCP1602,TP2435,MIC2208,MIC2207,MCP6061,MIC28513-1,MIC705,MIC28513-2,MIC707,MIC2549A-2,MIC706,MIC2549A-1,ATA663211,MCP6074,MD1822,TN0620,MD1820,MD1821,MIC2619,MCP1612,EVB-USB5734,MIC2005A,MCP6072,MD1813,MCP6071,MCP16251/2,MIC26603Z,ATA663201,MD1811,MIC24421,MD1812,MIC24420,MCP810,TN0610,MD1810,MCP1632,MCP1630,MCP1631,MIC2005L,MIC4801,MIC4802,MIC26601,TN0604,MCP809,MIC26603,TN0606,ATA663203,MIC69302,MIC38HC45,VM4012,MIC69301,ADM00505,MIC69303,LX7165/7178,MCP1643,MIC38HC44,MIC38HC42,MIC4811,MIC4812,TC646B,SEC1110,MIC706P/R/S/T,RE46C312,DN2540,MIC2605/06,2N7C08,RE46C311,RE46C317,MIC4827,KSZ9567,RE46C318,KSZ9563,MCP14A0155,MCP14A0154,MIC3975,MCP14A0151,MIC4826,MCP14A0153,MCP14A0152,CL520,CL525,2N7C02,MIOP776L,MCP1665,MIC2875/76,VN2460,HV5222,MCP1663/4,HV9910C,HV9910B,MCP2515,MIC2700,VN2450,LAN9420,TC32M,RE46C100,MIC2583R,RE46C104,RE46C101,RE46C107,TC14433A,RE46C108,RE46C105,TC7117A,RE46C109,MCP4706,MCP73811,MCP73812,RE46C114,RE46C112,LX71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