资料介绍
十多年前,USB总线进入主流视野,提供了一个全新的存储方向,并用一个统一的标准把众多外设都全部拉入自己的阵营。这是他们为整个行业带来的巨大贡献。
USB是英文Universal Serial BUS的缩写,中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的总线标准,而是应用在PC领域的接口技术。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。从1994年11月11日发表了USB V0.7版本以后,USB版本经历了多年的发展,到现在已经发展为3.0版本,是目前电脑中的标准扩展接口。
目前主板中采用的各种版本间能很好的兼容。USB用一个4针插头作为标准插头,采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来,最多可以连接127个外部设备,并且不会损失带宽。USB需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片组,主板上也安装有USB接口插座,而且除了背板的插座之外,主板上还预留有USB插针,可以通过连线接到机箱前面作为前置USB接口以方便使用。而且USB接口还可以通过专门的USB连机线实现双机互连,并可以通过Hub扩展出更多的接口。
USB具有传输速度快(USB1.1是12Mbps,USB2.0是480Mbps, USB3.0是5 Gbps),使用方便,支持热插拔,连接灵活,独立供电等优点,可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等,几乎所有的外部设备。
USB是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。
USB接口可用于连接多达127种外设,如鼠标、调制解调器和键盘等。USB自从1996年推出后,已成功替代串口和并口,并成为当今个人电脑和大量智能设备的必配的接口之一。
USB的主要优点
USB设备之所以会被大量应用,主要具有以下优点:
1、可以热插拔
这就让用户在使用外接设备时,不需要重复“关机将并口或串口电缆接上再开机”这样的动作,而是直接在电脑工作时,就可以将USB电缆插上使用。
2、携带方便
USB设备大多以“小、轻、薄”见长,对用户来说,同样20G的硬盘,USB硬盘比IDE硬盘要轻一半的重量,在想要随身携带大量数据时,当然USB硬盘会是首要之选了。
3、标准统一
大家常见的是IDE接口的硬盘,串口的鼠标键盘,并口的打印机扫描仪,可是有了USB之后,这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接,这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。
4、可以连接多个设备
USB在个人电脑上往往具有多个接口,可以同时连接几个设备,如果接上一个有四个端口的USB HUB时,就可以再连上;四个USB设备,以此类推,尽可以连下去,将你家的设备都同时连在一台个人电脑上而不会有任何问题。
USB工作原理
一个USB系统可以从三个方面加以描述:USB互连、USB从端口和USB主端口。
USB互连
USB互连是指一个USB主端口(USB Host)与USB从端口相连并和其通信的方式,它包括以下几方面。
总线的拓扑结构:USB主端口和USB从端口的连接模式。
数据流模型:描述了数据在系统中通过USB从产生方到使用方的流动方式。
任务规划:USB提供多个从端口共享的连接,对USB从端口必须进行规划以分配带宽。
USB的总线拓扑结构如图所示,它是一个星型结构,集线器(Hub)位于每个星型结构的中心,USB协议规定最多允许5级集线器进行级连。这种集线器级连的方式使得外设的扩展很容易。
数据流模式对于USB设备很关键。USB协议支持以单向或双向的方式,在USB主端口和一个USB设备之间交换功能数据和控制信息。USB的数据传输是在主端口和一个USB从端口上的特定端点之间进行的,一个给定的USB从端口支持多个数据传输端点。USB主端口将分别处理一个USB从端口的任一端点与其他端点上的通信,这种主端口和一个USB从端口之间的联系称为管道。
在USB技术的体系结构中有基本的数据传送类型,任一给定的管道都必须能够支持其中的一种传输方式。
USB从端口
USB从端口包括USB集线器和功能设备(Function)两大类。它们都必须有标准的USB接口,理解USB协议,支持标准的USB操作(如配置、复位等)。它们的描述信息也必须具有USB协议定义的标准格式。集线器为USB总线提供扩展和连接;功能设备是具有一定特殊应用功能的设备,它能发送数据到主机,也可以接收来自主机的数据和控制信息。
USB主端口
USB主机是USB系统的核心,在一个USB系统中只有一个主端口主端口的USB接口称为USB控制器,通过它主机和外围USB设备进行通信。在主机中还集成了一个根集线器(Root Hub),用于直接与外设相连或与一般USB Hub级连。
主机所具有的功能包括:
1、检测USB设备的插入和拔出。
2、管理主机与设备之间的数据流。
3、对设备进行必要的控制。
4、收集各种状态信息。
5、对插入的设备供电。
6、ARM内部集成了USB控制器,可以接出USB Host端口,用于系统调试。
USB工作过程
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