之前的文章中，我们在讨论作弊与反作弊时，提到了一台叫USB显卡的东西，并对比了它和显卡拓展坞之间的区别。
在进一步的探索中，没想到我竟然和USB协议杠上了，发现了不少之前不知道的知识。 USB显卡
▼先来张超清无码大图，看看USB显卡本尊长什么样子。
▼链接电脑，并安装驱动后，果然可以看到一台新的显示适配器。并且这个显示适配器是和Intel HD Graphics 620核显并列的，难道我只花100多块钱，就能买到个显卡了？
▼老黄，你如何看？隔壁USB显卡只卖100块哦，你不降价我就去隔壁了哦。
然而，事实证明，我想得太美了。
▼任务管理器并不认为这个USB显卡有资格叫GPU，只识别到一台Intel的核显。
我并不死心，任务管理器算什么，赶紧打开权威的GPU-Z。
▼可惜，我又失望了，GPU-Z也只识别到一台GPU，就是Intel的那个核显。
事实让我陷入了沉思，检查过这个USB显卡的驱动之后，我意识到了显示适配器与GPU的区别。
<hr/>显卡、GPU、显示适配器
简单来说，GPU是负责进行图形运算的，也就是说，GPU决定显示什么内容，而显示适配器是决定如何把GPU想显示的内容输出到显示器上的。
显卡一般同时具有GPU和显示适配器，而这个USB显卡，并没有GPU，仅仅是一台显示适配器罢了，因此我们应该叫它USB显示适配器。
USB显示适配器可以把其他GPU运算的结果经过USB接口输出，并转换成HDMI或者VGA信号，送给显示器显示。如果本机完全没有GPU或者任何可以替代GPU功能的组件，USB显示适配器是无法独立工作的。
USB显卡完全是个错误的叫法。目前，让我们大声喊出它的真名：USB显示适配器！
<hr/>拆解
婴儿是用嘴认知世界的，我一般是用锤子拆电子产品的。
三锤子下去，电路板自个掉了出来，那跟USB接口线已经吓跑，只留下个小线头和一点胶。
▼正面
▼背面
简单分析一下用到的芯片：
- 25Q64JVSIQ：8MB容量的闪存芯片。
- FL2000DX：USB转VGA视频输出芯片。
- CM108AH：USB声卡。
- FE8.1：USB2.0 Hub芯片。
- IT66121FN：VGA转HDMI芯片，也支持音频输入输出。
▼根据这些芯片，推测出架构图
CM108AH和FL2000DX，通过Fe8.1这个USB Hub芯片链接电脑。
FL2000DX直接可以输出VGA信号，HDMI信号由IT6612FN转换得到。
同时，这个USB显示适配器还支持音频输出，CM108AH的音频信号也通过IT6612FN，从HDMI接口与视频一并输出。
<hr/>诡异的USB接口
▼细心的朋友一定会发现，这个USB显示适配器的接口是蓝色的，蓝色意味着这是一台USB3.0接口。
而FE8.1芯片，只支持USB2.0，查过资料后，也确实如此。
难道是奸商为了欺骗消费者，故意使用蓝色接口来冒充USB3.0迷惑我们？
▼想弄清楚这个USB显示适配器是不是USB3.0的非常简单，直接查看USB总线信息即可。
下面那个Fresco Logic FL2000 USB Display Adapter，就是FL2000DX芯片，左侧图标中的小S字母，代表它是工作在USB3.0模式下。
上面的那个USB Hub，就是那个FE8.1芯片，从左侧图标也可以看出，是个USB2.0 Hub，Hub下链接着的USB Composite Device - Audio，就是那个USB声卡。
这个蓝色的接口看来真的是USB3.0的，不过我疑惑了，似乎FL2000DX芯片并没有链接在FE8.1这个USB Hub芯片下面，也就是说，一台USB接口居然在没有Hub的情况下，同时链接了两个USB设备？
▼试了下把这个USB显示适配器链接到电脑的USB2.0接口上。
结果更让我懵逼，如果你把这个USB显示适配器链接到电脑的USB2.0接口上，FL2000DX和USB声卡居然又都跑到FE8.1下面了。
合着你用不同的USB版本，芯片的链接关系都变了，难不成芯片长脚会跑？
<hr/>探索
为了弄清楚到底如何回事儿，我拿出祖传神器：万用表。
▼你可别小瞧了它，它估计比你岁数大，是我的一位老师送给我的。
好在这个USB显示适配器的板子不复杂，也没有查不到资料的冷门芯片。
在痛苦的逐个引脚测量之后，我理清了芯片间的链接关系。
之前的架构图基本是正确的，经过测量后，发现FL2000DX的部分USB引脚居然直接被链接到了用于链接电脑的那根USB线上。
▼注意那根红色的连线。
难道一台USB接口，真的可以不经过Hub，同时链接两个设备？
▼赶紧查查USB3.0和USB2.0的针脚定义。
Vbus和GND是用来供电的，这个没什么可解释的。
USB2.0用于传输数据的是D+/D-这对差分线。
USB3.0也有D+/D-这对差分线，同时还额外增加了RX+/RX-、TX+/TX-两对差分线。
查过资料后发现，USB3.0其实是不使用D+/D-这对差分线的，保留这对线仅仅是为了兼容USB2.0。
USB3.0和USB2.0并不是互相替代的关系，而是共存关系，只是USB3.0标准要求主机USB3.0控制器必须同时再集成一台USB2.0控制器罢了。
可以理解为，同一台USB3.0接口中的D+/D-和RX+/RX-、TX+/TX-是两套控制器在控制的，只不过引脚在一台接口中。
当USB3.0设备检测到主机USB控制器支持USB3.0时，就会工作在USB3.0模式下，即使D+/D-这对线链接着，也不会使用。
当USB3.0设备检测到主机USB控制器只支持USB2.0时，便会使用USB2.0模式，只用D+/D-这对线，而忽略掉USB3.0增加的RX+/RX-、TX+/TX-两对差分线。
USB显示适配器中的FL2000DX芯片，D+/D-这对差分线链接到FE8.1这个UBS2.0 Hub，RX+/RX-、TX+/TX-两对差分线直接链接到USB接口，具体用哪个，由FL2000DX根据主机USB控制器支持的USB版本来决定。
为啥要加一台UBS2.0 Hub呢？
是因为CM108AH只支持UBS2.0，没有Hub的话，如果FL2000DX工作在USB2.0下，CM108AH和FL2000DX这两个USB2.0设备没法通过一台USB2.0接口同时链接主机。
一台USB接口没有Hub的话，或是只能链接一台设备，只不过所有蓝色的USB3.0接口，都是个USB3.0+USB2.0的复合接口罢了。
不过，实话实说，这不是一台标准的用法，只是厂商为了节约成本的奇技淫巧。
▼网友利用相同的原理，定制的线缆，名为USB3.0分离线。
<hr/>实验
理论有了，为了验证我的想法，我们来做个实验，看看能不能也实现同样的效果。
▼东市买USB2.0 Hub。
▼西市买USB3.0 测试座。
▼南市买USB2.0 测试座
▼北市买USB2.0的U盘。
▼再从兜里摸出个USB3.0的U盘。
▼万事俱备，组装起来，准备召唤神龙！
▼先链接到电脑的USB3.0接口，果然，一台USB2.0的U盘在Hub下，另一台UBS3.0的U盘直连电脑。
▼再链接到电脑的USB2.0接口，两个U盘都在Hub下啦。
Nice，完美复现！
<hr/>李明阳有话说
折腾了两三天，原理竟然如此简单，不得不佩服设计这个USB显示适配器的工程师的脑洞，成功省下一台USB3.0 Hub芯片。
电子产品都是走量的，量越大，成本摊得越低，即使每件产品只节省几块钱，总量也是天价。
我想一定有人觉得这种探索很无聊，即使你知道了原理又怎样？又不能产生什么价值。
如果从经济的角度，我肯定是亏大了，花钱去做测试板，几个小板子算上运费，前前后后花了几百块，却完全不会带来任何收入。
但是对我来说，我享受的就是这个探索的过程，以及过程中学习到的知识，这就足够了。
这与花钱在游戏里买把枪、抽个奖是一样的，买的是快乐，只是方式不同而已。
我特别喜欢乔布斯的名言：Stay hungry，Stay foolish。
翻译过来就是：求知若饥，虚心若愚。
人类正是一次次在好奇心的趋势下，去探索，无意中打开了一扇扇新世界的大门。
不是么？
<hr/>各位看官如果觉得有趣，点赞关注一波可好？
未来我会带来更多有趣的东西哦。
对USB协议感兴趣的小伙伴，推荐读读这本书：
<hr/>本文前序文章：
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