2024年5月13日发(作者:佳能g9)
什么是 USB
USB是一种由Intel和Microsoft开发的
外设总线的数据通信标准。最大的特点是支
持热插拔(Hot plug)和即插即用
(Plug&Play)。当设备插入时,主机枚举
(enumerate)此设备并加载所需的驱动程
序,因此使用远比PCI和ISA总线方便。它
改变了在台式PC背面安装过多连接器和端
口的状况,并提供用于计算机电话设备的接
口。USB对键盘、鼠标、打印机、调制解调
器、游戏杆、音频设备、CD.ROM、数字相机和其他设备提供单一连接端口,
而不是对它们分别进行连接。USB消除了与PC有关的很多问题,例如要拆开
计算机才能安装适配卡、更换双列直插开关、配置IRQ(中断请求)等。 USB定
义的端口和总线拓扑结构具有高达12Mbit/s的数据传输速率。它使用一条长达
5米的电缆将设备以菊化链的形式串接到一个单一端口上。在这种设计中,可以
在不需要重新启动系统的情况随时添加设备,最多可达63台。该拓扑结构是分
层的星形结构,它允许外部设备连接到可提供多个端口连接器的中继集线器。在
某些情况下,集线器可能需要电源。USB还对某些设备提供电源,因此它们将
不需要电线和电池。USB甚至允许设备就它们的电源需求与USB主机控制器进
行通信。
USB速度比并行总线(Parellel Bus,
例如EPP、LPT)与串行端口(Serial Port,
例如RS-232)等传统计算机用标准总线快
许多。USB有两个规范,即USB 1.1和USB
2.0。
USB1.1是目前较为普遍的USB规
范,其高速方式的传输速率为12Mbps,低速方式的传输速率为1.5Mbps
(b是bit的意思),1MB/s(兆字节/秒)=8Mbps(兆位/秒),
12Mbps=1.5MB/s。
USB2.0规范是由USB 1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了
480Mbps,折算为MB为60MB/s,足以满足大多数外设的速率要求。USB
2.0中的“增强主机控制器接口”(EHCI)定义了一个与USB 1.1相兼容的
架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说,所
有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心
兼容性问题,而且像USB 线、插头等等附件也都可以直接使用。
通用串行总线Universal Serial Bus (USB) 是连接外部设备的一个串口总线
标准,在计算机上使用广泛,但也可以用在机顶盒和游戏机上,补充标准
(On-The-Go)使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。
USB的设计为非对称式的,它由一个主机(host)控制器和若干通过hub
设备以树形连接的设备组成。 一个控制器下最多可以有5级hub,包括Hub在
内,最多可以连接127个设备,而一台计算机可以同时有多个控制器。 和
SPI-SCSI等标准不同,USB hub不需要终结器。
USB hub
USB可以连接的外设有鼠
标、键盘、gamepad、游戏杆、
扫描仪、数码相机、打印机、硬盘
和网络部件。对数码相机这样的多
媒体外设USB已经是缺省接口;
由于大大简化了与计算机的连接,
USB也逐步取代并口成为打印机
的主流连接方式。2004年已经有
超过1亿台USB设备;到2005
年显示器和高清晰度数字视频外设是仅有的USB未能染指的外设类别,因为他
们需要更高的传输速率。
现标准中将UBS统一为USB2.0,分为高速:传输速率25Mbps~
400Mbps(最大480Mbps);全速:传输速率500Kbps~10Mbps(最大12Mbps);
低速:传输速率10Kbps~100Kbps(最大1.5Mbps)
标准
USB Implementers Forum (USBIF)负责USB标准制订,其成员包括苹果电
脑、惠普、NEC、微软和Intel。USBIF于2001年底公布了2.0规范,之前还有
0.9、1.0、和1.1,他们都是完全向后兼容的。On-The-Go Supplement to the USB
2.0 Specification的当前版本是1.0a。
USB的连接器分为A、B两种,分别用于主机和设备;其各自的小型化的
连接器是Mini-A和Mini-B,另外还有Mini-AB的插口。
技术细节
技术指标
目前USB支持3种数据信号速率,USB设备应该在其外壳或者有时是自身上正
确标明其使用的速率。USB-IF进行设备认证并为通过兼容测试并支付许可费用
的设备提供基本速率(低速和全速)和高速的特殊商标许可。
1.5Mbit/s (183KiB/s) 的低速速率,主要用于人机接口设备(Human
Interface Devices ,HID)例如键盘、鼠标、游戏杆。
12Mbit/s (1.4MiB/s)的全速速率, 在USB2.0之前是曾经是最高速率,后
起的更高速率的高速接口应该兼容全速速率。多个全速设备间可以按照先
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