USB是什么意思?
USB的应用
随着计算机硬件的飞速发展,外围设备日益增多,键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所知,数码相机、MP3随身听也接踵而至。这么多设备,如何访问个人电脑?USB就是为此而生的。USB是一种标准化和简化计算机外围设备连接的接口,其规格由Intel(英特尔)、NEC、Compaq、DEC、IBM(商用机器公司)、Microsoft(微软)和北方电信制定。USB1.1标准接口的传输速率是12Mbps,但是一个USB设备最多只能获得6Mbps的传输带宽。所以你要接外接光驱,最多接个六速光驱,不能再高了。但是如果想立即播放MPEG-1 VCD电影,至少需要1.5Mbps的传输带宽,USB可以做到,但是USB播放4倍数据的MPEG-2 DVD电影可能会非常困难。如果您添加AC-3音频数据,USB设备将很难立即播放它们。一个USB接口理论上可以支持127个设备,但目前还达不到这个数量。其实对于一台电脑来说,连接的外设很少超过10,所以这个数量足够我们使用了。USB的另一个显著优势是支持热插拔,也就是说你可以在开机的情况下安全的连接或断开USB设备,从而实现真正的即插即用。但是,并不是所有的Windows系统都支持USB。目前Windows系统有很多不同的版本。在这些版本中,只有Windows98以上的系统对USB的支持较好,其他Windows版本都不能完全支持USB。比如零售版Windows95不支持USB,只有PC捆绑的Windows95更高版本支持USB。目前虽然USB设备已经广泛使用,但是USB2.0接口更为常见,其传输速度为480Mbps。用户的需求是推动科技发展的动力,厂商也认识到了这个瓶颈。此时,康柏、惠普、英特尔、朗讯、微软、NEC、飞利浦共同制定了USB 2.0接口标准。USB 2.0将设备间的数据传输速度提升至480Mbps,比USB 1.1标准快40倍左右。提速对用户最大的好处就是用户可以使用更高效的外部设备,各种速度的外设都可以连接到USB 2.0线上,不用担心数据传输时的瓶颈效应。所以,如果你用的是USB 2.0扫描仪,那就完全不一样了。扫描一张4M的图片只需要0.1秒左右,一眨眼就过去了,大大提高了效率。而且USB2.0可以使用原USB定义中相同规格的线缆,连接器规格完全相同,在高速的前提下保持了USB 1.1的优良特性,USB 2.0设备不会与USB 1冲突。x设备一起使用时。USB2.0兼容USB1.1,也就是说USB1.1设备可以和USB2.0设备通用,但此时USB2.0设备只能全速工作(12Mbit/s)。USB2.0有三种工作速度:高速480Mbit/s,全速12Mbit/s,低速1.5 mbit/s,其中全速和低速设计为兼容USB1.1和USB1.0。所以在选购USB产品时,不要只听商家宣传USB2.0,还要搞清楚是高速、全速还是低速设备。USB总线是单向总线,主控制器在PC上,USB设备无法主动与PC通信。为了解决USB设备之间的相互通信问题,相关厂商开发了USB OTG标准,允许嵌入式系统通过USB接口相互通信,从而摆脱了PC。新版USB2.0规范更名为USB标准,将原来的USB 1.1改为USB 2.0全速(全速版),将原来的USB 2.0改为USB 2.0高速版,同时公布了新的logo。不言而喻,高速版USB 2.0肯定比全速版USB 2.0快。电脑的USB口可以提供最大500mA的电流。
编辑本段的基本特征
1的硬件结构。通用串行总线
USB使用四线电缆,其中两条是传输数据的串行通道,另外两条为下游设备供电。对于需要高带宽的高速外设,USB以12Mbps的全速传输数据。对于低速外设,USB以1.5Mbps的传输速率传输数据,USB总线会根据外设情况自动动态切换两种传输模式。USB是一种基于令牌的总线。类似于令牌环网或FDDI基于令牌的总线。USB主机控制器广播令牌,总线上的设备检测令牌中的地址是否与自身一致,通过接收或发送数据给主机做出响应。USB通过支持挂起/恢复操作来管理USB总线电源。USB系统采用级联星型拓扑结构,由主机、集线器和功能设备三个基本部分组成。主机,也称为根、根节点或根集线器,安装在主板上或作为计算机上的适配卡。主机包括主控制器和根集线器,根集线器控制USB总线上的数据流和控制信息。每个USB系统只能有一个根集线器,它连接到主控制器。集线器是USB结构中的一个特殊组件。它提供一个名为Port的点,将设备连接到USB总线,同时检测连接到总线的设备,为这些设备提供电源管理,并负责总线故障检测和恢复。Hub可以为总线或自身提供能量(电源从外部获得)。自行提供能量的设备可以插在总线提供能量的集线器上,但总线提供能量的设备不能插在自行提供能量或支持4个以上下游端口的集线器上。例如,当总线提供的能源设备需求超过100mA时,无法与总线提供电力的集线器连接。功能设备通过端口连接到总线。USB也可以作为Hub使用。
2.2的软件结构。通用串行总线
每个USB只有一个主机,主机包括以下几层:(1)USB总线接口USB总线接口处理电气层和协议层的互连。从互连的角度来看,类似的总线接口都是由设备和主机给出的,比如串行接口机(SIE)。USB总线接口由主控制器实现。(2)USB系统USB系统使用主控制器来管理主机和USB设备之间的数据传输。它与主控制器的接口取决于主控制器的硬件定义。同时,USB系统还负责管理USB资源,如带宽、总线能量等,使客户访问USB成为可能。USB系统也有三个基本组件:主机控制器驱动程序(HCD),它可以将不同的主机控制器设备映射到USB系统中。HCD和USB之间的接口称为HCDI,具体的HCDI由支持不同主机控制器的操作系统定义。通用主机控制器驱动程序(UHCD)位于软件结构的底层,用于管理和控制主机控制器。UHCD可以与USB主机控制器通信并控制它,它对系统软件的其他部分是隐藏的。系统软件中的最高层通过UHCD的软件接口与主控制器通信。位于UHCD驱动之上的USB驱动(USBD)提供了一个驱动级接口,以满足现有设备驱动设计的要求。USBD以I/O请求包(IRP)的形式提供了一种数据传输体系结构,它要求通过特定的管道传输数据。此外,USBD使客户端呈现为设备的抽象,便于抽象和管理。作为抽象的一部分,USBD有一个默认的管道。通过它,可以访问所有USB设备进行标准的USB控制。这个默认管道描述了USBD和USB设备之间通信的逻辑通道。主机软件在某些操作系统中,不提供USB系统软件。这些软件最初用于为设备驱动程序提供配置信息和加载结构。在这些操作系统中,设备驱动程序将应用提供的接口,而不是直接访问USB驱动程序接口(USB驱动程序接口)结构。(3)USB客户端软件位于软件结构的最高层,负责处理特定的USB设备驱动程序。客户端层描述了所有直接作用于设备的软件门户。当系统检测到设备时,这些客户端程序将直接作用于外围硬件。这个独特的特征将USB系统软件放置在客户端和其设备之间,该软件需要由客户端程序根据由USBD在客户端形成的设备映像来处理。主机的每一层都有以下功能:检测连接和移除的USB设备。管理主机和USB设备之间的数据流。连接USB状态和活动统计。控制主控制器和USB设备之间的电气接口,包括有限的能源供应。HCD提供了主控制器的抽象和通过USB传输的数据的主控制器视角的抽象。USBD提供了USB设备的抽象,以及USBD客户端和USB功能之间的数据传输的抽象。USB系统促进客户和功能之间的数据传输,并作为USB设备标准接口的控制点。USB系统提供缓冲管理功能,并允许数据传输与客户和功能的需求同步。
3.USB数据流传输
主控制器负责主机和USB设备之间的数据流传输。这些传输的数据被视为连续的比特流。每个设备提供一个或多个可以与客户端程序通信的接口,每个接口由0个或多个管道组成,独立地在客户端程序和设备的特定终端之间传输数据。USBD为主机软件的实际需求建立了一个接口和管道。当发出配置请求时,主机控制器根据主机软件提供的参数提供服务。USB支持四种基本的数据传输模式:控制传输、同步传输、中断传输和数据块传输。当每种传输模式应用于同名终端时,具有不同的属性。控制传输型支持外设与主机之间控制、状态、配置等信息的传输,提供外设与主机之间的控制通道。每个外设都支持控制传输类型,因此配置和命令/状态信息可以在主机和外设之间传输。同步传输类型支持外设和主机之间的数据传输,具有周期性、有限的延迟和带宽以及恒定的数据传输速率。这种类型没有错误检查,所以不能保证正确的数据传输,支持计算机-电话集成系统(CTI)和音频系统与主机之间的数据传输。中断传输型支持游戏手柄、鼠标、键盘等输入设备。这些设备与主机之间的数据传输量很小,而且是非周期性的,但它对响应时间很敏感,需要立即响应。批量传输类型支持打印机、扫描仪、数码相机和其他外围设备。这些外设与主机之间传输的数据量很大,USB只能在带宽满足的情况下传输这类数据。USB采用块带宽分配方案。如果外设超过了当前的带宽分配或潜在的需求,它就不能进入设备。同步和中断传输类型的终端预留带宽,保证数据以一定的速率传输。集中和受控终端根据可用的最佳带宽传输传输数据。
编辑本段USB vs IEEE1394。
1.USB和IEEE1394有什么相似之处?
两者都是通用的外部设备接口。两者都能快速传输大量数据。两者都可以连接到许多不同的设备。两者都支持热拨。两者都可以在没有外部电源的情况下使用。
2.USB和IEEE1394有什么区别?
它们的传输速率是不同的。USB最高速度可达5Gb/s,但由于USB3.0尚未普及,目前主流的USB2.0只有480Mb/s,速度不稳定;相比之下,IEEE1394目前的速度虽然只有800Mb/s,但是相对稳定。所以在数码相机等高速设备中保留了IEEE1394接口,但也采用了USB接口。两者的结构不同。USB连接时,至少要有一台电脑,需要一个HUB进行互联。全网最多可以有127台设备。IEEE1394不需要电脑来控制所有设备,也不需要集线器。IEEE1394可以用网桥连接多个IEEE1394网络,这意味着63个IEEE1394设备用IEEE1394实现后,其他IEEE1394网络也可以用网桥连接。他们的智力不同。IEEE1394网络可以在添加或减少设备时自动重置网络。USB使用HUB来判断连接设备的增减。两者的应用程度不同。现在USB已经广泛应用于各个方面,几乎每块PC主板都有USB接口,USB2.0将进一步扩大USB的应用范围。IEEE1394现在只应用于音频、视频等多媒体方面。
USB的扩展应用及发展趋势
前置USB接口
前置USB接口是位于机箱前面板上的USB扩展接口。目前,使用USB接口的外部设备越来越多,如移动硬盘、闪存盘、数码相机等。但每次使用这些设备(尤其是经常使用的移动存储设备)时,都要钻到机箱背面使用主板上的USB接口,显然不太方便。前置USB接口在这方面给用户提供了很好的易用性。目前前置USB接口几乎已经成为机箱的标准配置,没有前置USB接口的机箱非常少见。前置USB接口只有连接到主板上对应的前置USB管脚(一般是8针、9针或10针,两个USB配对,每个USB用4个管脚进行信号传输和供电)才能使用。连接前置USB接口时,一定要提前仔细阅读主板说明书和机箱说明书中的相关内容,千万不要连接错误,否则会对USB设备或主板造成损坏。另外,由于USB2.0接口的输出电压为5V,所以输出电流为500mA。使用前置USB接口时,要注意前置USB接口供电不足的问题。使用高功耗的USB设备时,要使用外接电源或直接使用机箱背面主板的板载USB接口,防止USB设备正常工作或损坏。
USB端口硬盘盒
目前主流,它最大的优势就是好用,支持热插拔和即插即用。USB有两种标准:一种是USB1.1接口,传输速度只有12Mbps,另一种是USB2.0接口,传输速度高达480Mbps。目前主板上的USB都支持USB1.1,但是USB2.0只有较新的主板才能支持。选购时,根据个人情况选择产品。虽然USB2.0是向后兼容USB1.1,但是支持USB 2.0接口的移动硬盘盒子比USB1.1贵。
无线usb
USB开发者论坛主席、英特尔公司技术战略官Jeff Ravencraft表示,无线USB技术将帮助用户在使用个人电脑连接打印机、数码相机、音乐播放器和外部磁盘驱动器时,从复杂的电缆连接中解脱出来。无线USB标准的数据传输速率和现在的有线USB 2.0标准是一样的,都是480M每秒。两者的区别在于,无线USB需要个人电脑或外设中的无线收发设备,而不是线缆连接。在英特尔开发者论坛前夕,Ravencraft表示,外置磁盘驱动器、数码相机和打印机将率先采用这一标准。越来越多的产品将在今年第三季度推向市场。为了使无线USB标准实用化,必须改进该技术的一些缺点。USB标准组织公布了无线联盟规范,确保计算机和外设只有通过认证后才能通过无线USB连接。Ravencraft补充说,USB标准已被广泛用于连接数码相机、扫描仪、移动电话、PDA、DVD刻录机和其他设备与个人电脑。无线联盟规范详细规定了个人电脑和外设如何通过无线USB连接,一台电脑最多可以同时连接127个外设。无线联盟规范规定了两种建立连接的方式。第一种方法是先用线缆连接电脑和外设,然后建立无线连接以备后用。第二种方法是外围设备可以提供一串数字,用户可以在建立连接时将这些数字输入到计算机中。无线USB使用超宽带技术进行通信。目前WLAN的802.11g协议使用2.4GHz附近的短频段进行通信,而超宽带技术使用3.1GHz到10.6GHz的频段进行通信。UWB的信号电平足够低,因此对于其他无线通信技术来说,UWB信号的影响类似于噪声。目前无线网络广泛使用的技术是IEEE 802.11标准,也就是Intel推广的Wi-Fi。这种技术在笔记本电脑中应用广泛,甚至尼康、佳能的一些数码相机也采用了这种技术。无线USB技术是一种完全不同的技术。因为实现起来相对简单,功耗也只有802.11的一半,所以很多厂商更倾向于采用无线USB技术。Ravencraft表示,高端手机和数码相机采用802.438+01技术的关键是解决电池续航问题。制造商发现超宽带技术是解决这一问题的最佳途径。在距离电脑10英尺的范围内,无线USB设备的传输速率将保持每秒480M。如果在30英尺以内,传输速率会下降到每秒1100 m。但是随着技术的发展,无线USB的传输速率会超过每秒1G甚至更快。目前,超宽带技术不仅可以用于无线USB连接,还可以用于蓝牙和IEEE 1394火线连接,甚至WiNet短距离连接。
编辑这一段USB的不同接口和数据线。
随着各种数码设备的普及,尤其是MP3和数码相机,我们身边的USB设备越来越多。不过,虽然这些设备都使用了USB接口,但是这些设备的数据线并不完全相同。
USB接口(12块)这些数据线在连接PC的一端都是一样的,但是在连接设备端的时候,为了体积,通常会采用不同的接口。大多数数码产品的连接器除了连接PC的以外都是一样的,另一端也遵循标准规范。USB是统一的传输标准,但是接口有很多种,最常见的是我们电脑用的扁平的,叫做A口,里面有四根线。根据插谁的,分为公接口和母接口。一般来说,电线是公的,机器是母的。
USB A型插头端口
右上图为最常见的USB A类常见Mini B 5Pin接口:接下来是数码产品中最常见的接口。由于数码产品尺寸有限,通常使用Mini B接口,但Mini B接口种类繁多。
迷你B 5Pin
右图是Mini B 5Pin接口示意图。
这种接口可以说是目前最常见的接口了。由于其出色的防误操作性能和小巧的体积,正获得越来越多厂商的青睐。现在广泛应用于读卡器,MP3播放器,数码相机,移动硬盘。下图为:索尼F828上的Mini B 5Pin接口。目前,有索尼相机、摄像机和MP3播放器、奥林巴斯相机和录音机、佳能相机和惠普数码相机等。有相当多的设备使用这个接口。常见的Mini B 4Pin接口:除了我们前面看到的最常见的Mini B 5Pin接口,还有很多其他的Mini B接口,其中有一些是常见的。
迷你B 4Pin
右边是Mini B 4Pin的接口。下图是Mini B 4Pin的转接线。这种接口常见于以下品牌的数码产品:奥林巴斯C系列和E系列,柯达的大部分数码相机,三星的MP3产品(如Yepp),索尼的DSC系列,康柏的IPAQ系列...富士Mini B 4Pin平板接口:Mini B 4Pin平板。还有一种形式,那就是Mini B 4Pin Flat。顾名思义,这种接口比Mini B 4Pin更扁平,在设备上也有广泛应用。
富士迷你B 4Pin平板
右图为:Mini B 4Pin扁平接口。这个接口和前面提到的MiniB 4pin非常相似,但是这个连接器更扁平,占用空间更小。这种接口常见于以下设备:富士的FinePix系列,卡西欧的QV系列相机,柯尼卡的产品。我们可以看到富士的机器更多的使用这个接口,几乎所有的老款都使用这个接口。不过值得注意的是,富士在最新的S5000和S7000上已经放弃了这个接口,转投Mini B 5Pin阵营。尼康独有的,mini-B 8针接口:除了之前的4针和5针mini-B外,还有一个8针mini-B接口,这种接口很少出现在其他设备上,一般出现在数码相机上。mini-B接口也有三种,一种是普通的,一种是圆形的,还有一种是2×4布局的平面接口。
迷你b8引脚
右图为:Mini B 8Pin接口,适用于该设备。据我所知,只有尼康Coolpix 775在用这个接口。
迷你B 8针圆形
左图为:Mini B 8Pin圆形接口。与之前常见的类型相比,这种接口将原来的D型连接器改为圆形连接器,并设计了一个凸点,防止误插。这种连接器在部分尼康数码相机中可以找到,CoolPix系列比较常见。虽然尼康一直坚持使用这个接口,但是在一些较新的机型中,比如D100和CP2000,也采用了最流行的Mini B 5Pin接口。差不多普及了,8Pin 2×4接口:除了我们之前见过的Mini B 5Pin接口,我想大家一定很熟悉下面这个接口,曾经也是相当流行的。
迷你B 8针2×4
如图:Mini B 8Pin 2×4接口,也是常用接口。比如我们熟悉的iRiver著名的MP3系列,其中被称为“铁三角”的180TC,该系列的其他很多产品都采用了这个接口。这个接口的应用范围还是比较广的,但是在iRiver从3XX系列换成Mini B 5Pin接口之后,这个规格明显没有Mini B 5Pin那么抢眼了。编辑这段USB随身补充标准USB随身补充1.0:2006 54 38+0 65438+2月。Usb随身补充1.0a:2003年6月发布,即当前版本。USB OTG是USB On-The-Go的缩写,是近年来发展起来的一种技术。由USB实现者论坛于2001 18年2月8日发布,主要用于不同设备或移动设备之间的数据交换。尤其是PDA、手机和消费设备。USB技术的发展给数码相机、摄像机、打印机等设备之间的数据交换带来了不便。而USB技术的发展使得PC和外围设备以简单的方式和适中的制造成本连接各种数据传输速度的设备成为可能。上面提到的所有应用程序都可以在PC机的控制下,作为PC机的外设,通过USB总线进行数据交换。但是这种便捷的交换方式,一旦离开PC,设备就无法使用USB口进行操作,因为没有从设备可以充当类似PC的主机。On-The-Go,即OTG技术是在没有主机的情况下实现从设备之间的数据传输。比如数码相机直接连接打印机,通过OTG技术,连接两个设备看到的USB口,立即打印照片;还可以通过OTG将数码相机中的数据发送到带USB接口的移动硬盘中,这样就不需要携带昂贵的存储卡或携带便携式电脑进行野外作业了。在OTG产品中,增加了一些新功能:*新标准适用于设计紧凑型连接器和电缆;*在传统的外围设备上,增加了主机能力以适应点对点连接;*这种能力可以在两个设备之间动态切换;*低功耗,保证USB可以在电池供电的情况下工作。使用OTG后,原有设备与PC的连接不会受到影响,但市面上有超过6543.8+0亿台设备带有USB接口,也可以通过OTG互联。[1][2][3]
USB 3.0简介
英语1 VBUS(4.75-5.25V)VBUS(4.4-5.25V)
二维-二维-
3 D+ D+
4接地接地
USB信号通过分别标有D+和D-的双绞线传输,使用半双工差分信号,共同抵消长导线的电磁干扰。
USB 2.0
USB是英文通用串行总线的缩写,中文意思是“通用串行总线”。它是应用于计算机领域的一种新的接口技术。早在1995年就有了带USB接口的个人电脑,但由于缺乏软硬件支持,这些个人电脑的USB接口一直处于闲置状态。1998之后,随着微软在Windows 98中内置对USB接口的支持模块,以及USB设备的日益增多,USB接口逐渐进入实用阶段。近年来,随着大量支持USB的个人电脑的普及,USB逐渐成为个人电脑的标准接口已经成为大势所趋。在主机端,几乎100%的最新个人电脑都支持USB;在外设方面,使用USB接口的设备也日益增多,如数码相机、扫描仪、操纵杆、磁带和软驱、影像设备、打印机、键盘、鼠标等。USB设备之所以被广泛使用,主要有以下优点:1,可热插拔。这使得用户在使用外接设备时,无需重复“关掉并口或串口电缆再打开”的动作,而是在电脑工作时直接插上USB电缆。2、携带方便。USB设备大多体积小、重量轻、厚度薄。对于用户来说,同样20G硬盘,USB硬盘比IDE硬盘轻一半。当你想随身携带大量数据时,当然会首选USB硬盘。3.统一标准。大家熟悉的有IDE接口的硬盘,有串口的鼠标键盘,有并口的打印机和扫描仪。但是有了USB,这些应用外设都可以连接到相同标准的个人电脑上,然后还有USB硬盘,USB鼠标,USB打印机等等。4.可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往有多个接口,可以同时连接几个设备。如果连接了带有四个端口的USB集线器,则可以再次连接。四个USB设备,等等,尽可能的连接,你家里所有的设备都可以同时连接到一台个人电脑上,没有任何问题(注:最多可以连接127个设备)。然而,为什么USB2.0又出现了?和USB1.1有什么区别?请不要担心,我们以后再说。