匯流排介面與電腦通訊（四）USB外部匯流排

標籤：

USB簡介

??

USB?是英文Universal?Serial?BUS（通用序列匯流排）的縮寫，是一個外部匯流排標準，用於規?範電腦與外部裝置的串連和通訊，是應用在PC?領域的介面技術。USB?介面支援裝置的即插?即用和熱插拔功能。

??

1. USB?的拓樸結構

1）?USB?的網路通訊協定中每個USB?的系統有且只有一個host?它負責管理整個USB?系統，包括USB?Device?的串連與刪除、與USB?Device?的通訊、總路線的控制等等?

2）?Host?端有一個Root?Hub，可提供一個或多個USB?下行連接埠，每個連接埠可以串連一個USB?Hub?或一個USB?Device?

3）?USB?Hub?是用於USB?連接埠擴充的，即USB?Hub?可以將一個USB?連接埠擴充為多個連接埠。?中的每個Func(Function)就是一個USB?Device，?如USB?鍵盤、USB?滑鼠、USB?MODEM、?USB?硬碟等等?

4）?Compound?Device?是指帶一個Hub?和一個或多個不可刪除的USB?Device?的複合裝置?5）?一個USB?系統可串連多達127?個Function?

??

1. ?USB?的裝置類型(device?class)?

   雖然USB?裝置都會表現USB?的一些基本的特徵，但是USB?的裝置還是可以分成多個?不同類型。同類型的裝置可以擁有一些共同的行為特徵和工作協議從而使裝置的驅動程?序的書寫變得簡單一些。下表中就給出一些基本的USB?的裝置類型分類

??

1. ?USB?的電氣特性

   USB?連接器包含四條線：2?條用於電源供電(VBUS?和GND)，2?條用於USB?資料轉送(D+和D-)。VBUS?提供5V?電源，電流可達500mA。D+和D-為雙向訊號線，訊號傳輸速率為12Mbps?(每位83ns)。D+和D-訊號電平為3.3V?

   ??

2. USB的特點?

   1）USB?為所有的USB?外設提供了單一的便於使用的標準的連線類型。這樣一來就簡化?了USB?外設的設計，實現了單一的資料通用介面?

   2）整個的USB?的系統只有一個連接埠和一個中斷節省了系統資源?

   3）USB?支援熱插拔(hot?plug)和PNP(Plug-and-Play)，也就是說在不關閉PC?的情況下可?以安全的插上和斷開USB?裝置?

   4）USB?在裝置供電方面提供了靈活性。直接連接到Hub?，或者是串連到Host?的裝置可以?通過USB，也可以通過電池或者其它的電力裝置來供電，或使用兩種供電方式的組合?並且支援節約能源的掛機和喚醒模式?

   5）USB?傳輸速率?適應各種不同類型的外設，提供全速12Mbps?的速率和低速1.5Mbps?的速率，?USB2.0?還支援480Mbps?的高速傳輸速率?。

   6）為了適應各種不同類型外圍裝置的要求，USB?提供了四種不同的資料轉送類型：控制傳輸，Bulk?資料轉送，中斷資料轉送和同步資料轉送，同步資料轉送可為音頻和視頻?等即時裝置的即時資料傳輸提供固定頻寬?

   7）USB?的連接埠具有很靈活的擴充性，一個USB?連接埠串接上一個USB?Hub?就可以擴充為?多個USB?連接埠

   ??

   ??

3. USB的特點?

   1）USB?為所有的USB?外設提供了單一的便於使用的標準的連線類型。這樣一來就簡化?了USB?外設的設計，實現了單一的資料通用介面?

   2）整個的USB?的系統只有一個連接埠和一個中斷節省了系統資源?

   3）USB?支援熱插拔(hot?plug)和PNP(Plug-and-Play)，也就是說在不關閉PC?的情況下可?以安全的插上和斷開USB?裝置?

   4）USB?在裝置供電方面提供了靈活性。直接連接到Hub?，或者是串連到Host?的裝置可以?通過USB，也可以通過電池或者其它的電力裝置來供電，或使用兩種供電方式的組合?並且支援節約能源的掛機和喚醒模式?

   5）USB?提供全速12Mbps?的速率和低速1.5Mbps?的速率來適應各種不同類型的外設，?USB2.0?還支援480Mbps?的高速傳輸速率?

   6）為了適應各種不同類型外圍裝置的要求，USB?提供了四種不同的資料轉送類型：控制?傳輸，Bulk?資料轉送，中斷資料轉送和同步資料轉送，同步資料轉送可為音頻和視頻?等即時裝置的即時資料傳輸提供固定頻寬?

   7）USB?的連接埠具有很靈活的擴充性，一個USB?連接埠串接上一個USB?Hub?就可以擴充為?多個USB?連接埠??

   7.USB的傳輸方式?

   USB?有四種的傳輸方式：??1）控制(Control)傳輸方式:?

   控制傳輸是雙向傳輸資料，主要進行查詢配置和給USB?裝置發送通用的命令。控制傳輸?方式可以包括8,16,32?和64?位元組的資料，這依賴於裝置和傳輸速度。控制傳輸典型地用?在主要電腦和USB?外設端點之間的傳輸?2）同步(isochronous)傳輸方式:?

   同步傳輸提供了確定的頻寬和間隔時間，它被用於時間嚴格並具有較強容錯性的流資料?傳輸，或者用於要求恒定的資料轉送率的即時應用中，例如執行即時通話的網路電話，?應用時使用同步傳輸模式是很好的選擇?3）中斷(interrupt)方式傳輸:?

   中斷方式傳輸主要用於定時查詢裝置是否有中斷資料要傳輸。裝置的端點模式器的結構?決定了它的查詢頻率從1?到255ms?之間。這種傳輸方式典型的應用在少量的分散的不可?預測資料的傳輸，鍵盤、操縱杆和滑鼠就屬於這一類型?4）批量(bulk)傳輸:?

   主要應用在資料大量傳輸，而傳輸和接受資料上又沒有頻寬和間隔時間要求。印表機和?掃描器屬於這種類型

   ??

   ??

   引用：

4. 常見介面電路介紹 <http://wenku.baidu.com/link?url=rPXAWPV1DLttBOy6O2-8g4jq2VZBnv4v70bCixoCU6l2I6Yuc9reQ-I99_njImH1tVKolXSkpUCmL65Bx2-yeLMNzXTBNd-cjf2OV60mwBK>

   ??

   ??

   ??

??

??

匯流排介面與電腦通訊（四）USB外部匯流排