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Lightning 和 USB Type-C 设计上各有什么优劣

作者:www.turnmax-tech.com来源:东莞市腾茂电子有限公司 日期:2017-03-06

1、2012年,苹果发布iPhone的同时发布了lightning接口,与此同时按照惯例,相关研发团队开始着手设计下一代的产品接口,相对于lightning (E75), 内部称新的接口为E85,也既是后来的 USB type C.

2、苹果当时的数据接口主要是用于iPhone/iPad上的lightning跟用于mac上的thunderbolt。新一代接口的首要目的是同时替代二者。lightning 的缺点是由于pin脚数量有限和MIM工艺导致的电磁屏蔽问题,不支持高速传输,同时也不支持大电流的充电(不能用于电脑充电)。thounderbolt 速度够快,但是不支持正反两面盲插,体积偏大,且同样不支持电脑充电。

3、因此,对于新接口的设计要求是:1. 支持包含HDMI在内的高速传输(5gb/s)2. 支持大电流充电,可以直接用作Mac的充电器;3. 支持正反面盲插。4. 体积尽可能的小。

4、后来又增加了一条设计需求:将连接器的舌片端放在系统端,弹簧pin端放在线材一端,这主要是为未来的手机防水设计而追加提出的,同时对于屏蔽电磁信号也有帮助。

5、新接口开发了近两年,于2013年底基本完成,其中艰辛不足与外人道。也正因为新接口的成功,当时并行开发的,计划于2014年上市的New Macbook临时确定更换系统接口, 间接导致New Macbook发布时间推迟了半年。

6、但原来将新的接口用于iPhone/iPad的想法却落空了,反对恰恰来自于苹果自已。新接口相对于lightning更大一些,但更致命的远没有Lightning的设计美观简洁。据说研发团队把这个接口拿给Johnnason看,并建议将其用在iphone上的时候,johny拿出一条lightning,斩钉截铁的讲:今年的iphone用lightning,明年的iphone也用lightning。

7、由于相对于电脑,手机没有高速数据传输的需求,同时也不迫切需要大电流充电,因此新接口普及到手机的计划暂时搁浅。

关于苹果的新一代接口如何成为USB Type C:

1、USB 是一个行业协会的标准。USB协会拥有众多的会员组织,这些会员分成两个层别,包括微软,因特尔,惠普在内的7个成员称之为Board members,他们拥有每一代新USB标准的投票权,类似于z z局常委,其他的包括富士康三星华为在内的行业参与者则是该行业标准的执行者。

2、惠普因为收购了康柏,独自占据两票,google收购了摩托后,主动放弃了摩托的投票权地位。。因此目前拥有投票权的USB协会常委只有五个(六票),董事会有一个椅子空缺。

3、苹果是USB协会的普通会员,接受USB协会的认证,但没有表决权。USB协会一直希望苹果能填补空缺的那个常委席位。一方面由于苹果与USB标准发展有着很深的渊源,一方面则由于苹果产品有着广泛的市场份额,如果能与现有的USB标准统一,极大有利于USB的普及。其动机类似于欧盟希望拉英国入伙。

4、虽然大家普遍件觉得苹果讨厌USB,但其实苹果的iMac G3是历史上第一个采用USB接口的电脑,用其替代广泛使用的PS2和串口,在当时一个大胆的创新,对于推广USB标准十分关键。但苹果并不愿意接受USB协会的邀请:参与制定规则固然有诱惑力,但是权利与义务是统一的。成为USB协会规则的制定者同时也意味着,一旦协会通过了苹果不喜欢的接口标准,苹果也不得不执行。这一点苹果无法接受,其动机类似于英国要脱欧。

5、2014年中旬,USB协会常委们开会讨论下一代的USB标准,当时的USB 同样面临着数据传输慢,体积大,无法正反插接的问题。各个常委拿出自家设计的接口标准进行讨论。微软跟google表现积极,各自拿出了自己的方案。TYPE-C车充TYPE-ChubTYPE-C转HDMITYPE-C厂家

6、很多人认为苹果为自己的产品设置独特的接口标准,目的是人为制造技术壁垒,搭建封闭环境,其实是一个误解。苹果研发的初衷是产品效能第一,反应在连接器上,用火线代替USB 1.0是因为嫌USB 1.0太慢,用thounderbolt取代USB 2.0, 是因为嫌USB 2.0太慢。用lightning 而不用Micro USB 是嫌后者太丑且不能正反插拔。苹果固然不愿意使用市场上相对落后但成本低廉的通用标准,但也希望自家的标准能被市场使用。(有利于IOS设备的推广)

7、苹果的这一态度反应在新一代接口上,就是希望整个电子市场能够采用自己设计的新一代接口, 又不愿接受协会义务的约束。为了达到这一目的,苹果希望自己在不加入USB协会的前提下,令自己研发的接口成为USB协会的标准接口。

8、苹果亲自出面显然无法达到这个目的,第一,苹果不是协会的developer,没有资格提交自己的方案,第二,协会中大部分有表决权的成员是苹果的直接竞争对手(微软,google,惠普,三星等手机/电脑制造商),如果它们知道某个方案是苹果的成熟设计,并打算用在自己啊下一代产品上的时候,一定会竭力反对,方案不可能通过。

9、苹果采用了曲线的策略,六大常委中的因特尔与苹果有着不错的合作的关系,没有直接的产品竞争,因此苹果将E85交给了因特尔,由intel 以自身的名义在USB协会上提交此方案。

10、在Intel的掩护下,由于苹果的方案成熟,先进,却颇为美观,因此迅速成为USB协会下一代标准的热门人选,尤其是Google,他们在看到这个方案以后,马上痛快的放弃自己的提案,转而支持这颗接口。

11、顺便说一句,google参加USB协会讨论的几位工程师,都是前苹果员工,所谓英雄所见略同。在后来得知此方案的原创者不是Intel而是苹果后,他们还特意打来电话祝贺。

12、经过USB协会的讨论通过,于2014年末正式发布USB TYPE C标准,也就是完全采用了苹果的新接口设计. 第二年初苹果发布New Macbook,是最早采用此标准的电子产品之一。其实即使E85没有成为USB C 标准,它也会以一个新的名字出现在macbook上。

13、苹果内部将新接口被推广成为USB接口视为一次振奋人心的胜利。一方面苹果与安卓/windows的接口壁垒以苹果希望的方式发破,一方面在最早开发新接口的过程中,苹果抢先一步注册了大量工艺,设计相关的专利,有利于在接口普及的基础上仍然拥有技术领先的优势。

14、最后,同往常一样,在新接口研发完毕后,技术团队马上投入了下一代苹果产品接口的研发工作中。

补充:

usb c 有着纯正苹果血统是业内公认的事情。证明usb c原创来自苹果的最大证据,就是New Macbook 是usb c 发布以后,第一款采用此接口技术完善功能的电子产品。

以New Macbook的工程难度和时间跨度, 显然不可能等usb 协会发布以后(2014年8月左右),才将其加入设计中来(new macbook2015年初发布)。另一方面,以苹果的文化,也不可能主动去迎合USB协会的新标准。(除非本来就是自己的设计)当人肯定有一票人马上跳出来说,最早采用usb c的产品不是new macbook,而是诺基亚(微软)的N1(比macbook早了两个月)。

但是请注意,诺基亚N1是个平板电脑,他的硬件设计根本不支持usb c接口的高速传输,电源管理系统也不支持接口的大电流充电。usb c 因为可以向前兼容,因此N1上的这个接口其实只是顶着USB C的名字,做着老式micro usb的事情。 这个事情归根结底,是微软作为USB协会董事会成员,在确认USB C将会成为新行业标准的前提下,简单改了一下原计划的设计,抢先一步争夺首发的名誉。

反观New Macbook,充分发挥USB C的特点,支持高速传输,支持HDMI,兼容thounderbolt,支持大功率充电,连一大票转接头也都早早设计好一通推出。从这个角度上讲New Macbook才是usb c强大功能的第一个体现者(可惜上面只安排了一个)。

 

 

 

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