USB技術(shù)簡(jiǎn)介

科學(xué)研究USB技術(shù)簡(jiǎn)介馬莉'劉洪錦?(1、無(wú)錫市民防局通信站2、江南計算技術(shù)研究所)摘要:通用串行 總線(xiàn)Universal Serial Bus(USB)是連接外部設備的一個(gè)串口總線(xiàn)標準,是應用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。USB通過(guò)PCI總線(xiàn)和PC的內部系統數據線(xiàn)連接，實(shí)現數據傳輸。USB還是-種通信協(xié)議,支持主機系統和USB外圍設備之間的數據傳輸。本文簡(jiǎn)單介紹了USB接口和協(xié)議方面的知識關(guān)鍵詞: USB; CSW; HCD; USBD1.基本特性●可以自動(dòng)檢測下行端口外設的連接和摘除，并向主機報告;USB采用四線(xiàn)電纜，兩根是傳遞數據的串行通道，另兩根為下游設備提支持低速外設和高速外設的同時(shí)連接。供電源。USB系統采用多層星狀拓撲,由主機、集線(xiàn)器和功能設備三部分組USB功能器件是為主機系統提供某種功能的USB器件,如- -個(gè)USB IS-成。從目前技術(shù)來(lái)看,USB可以連接任何PC外部設備，包括鍵盤(pán)、鼠標、DN的調制解調器、- -只USB接口的數字攝像機等。它必須保持和USB協(xié)議MODEM.游戲桿、音箱、掃描儀、數碼相機、打印機等。完全兼容，并可以回應標準的USB操作。同樣,用于表明自己身份的“BIOS"USB能得到廣泛支持和快速普及,是因為它有以下特點(diǎn):系統對于USB外設也是必不可少的，這在USB外設上被稱(chēng)為協(xié)議層。在物理， 優(yōu)點(diǎn)機制_上, USB外設由四部分構成:1)使用方便●用于實(shí)現和USB協(xié)議兼容的SIE部分:USB接口可以連接多個(gè)不同設備,支持熱拔插和即插即用:在軟件方●用于存儲器件特征字.存儲實(shí)現外設特殊功能程序及廠(chǎng)家信息的協(xié)面，為USB設計的驅動(dòng)程序和應用軟件能自動(dòng)配置,無(wú)需用戶(hù)設定。議層(ROM);2)速度加快用于實(shí)現外設功能的傳感器及對數據進(jìn)行簡(jiǎn)單處理的DSP部分:USB1.1的最大傳輸帶寬為12Mbps,USB2.0的最大傳輸帶寬為●將外設連接到主機或USB HUB的接口部分。480Mbps, USB 3.0更從480Mbps提升到4.8Gbps以上，是傳統USB2.0接 口的USB的連接,指一種USB器件和USB主機進(jìn)行通信的方法。包括:10倍?！窨偩€(xiàn)拓撲:即外設和主機連接的模式;3)連接靈活●各層之間關(guān)系:即組成USB系統各部分在完成特定的USB任務(wù)時(shí)，USB能串行連接,也能用中樞轉接頭把多個(gè)設備連在一起， 再同PC機各自之間的分工與合作;的USB口相接?！駭祿鲃?dòng)模式:即USB總線(xiàn)數據傳輸方式;4)獨立供電●USB的“分時(shí)復用”USB提供的是一種共享連接方式, 為了進(jìn)行數USB接口能向低壓設備提供5V電源,降低設備成本的同時(shí)提高了性?xún)r(jià)據同步傳輸，USB對數據傳輸和處理必須采用分時(shí)處理機制。比3. USB傳輸過(guò)程●缺點(diǎn):USB通信有兩類(lèi):用于原始配置、用于應用中。1)缺少對老硬件設備的支持;在配置通信中,主機通知設備,使它準備好交換數據。通常配置通信發(fā)2)距離限制，USB3.0傳輸距離被限制在3米。生在上電或連接時(shí)主機檢測到外設的時(shí)候。3)USB文件中部分概念抽象,協(xié)議較復雜:應用通信出現在主機的應用程序與一個(gè)檢測到的外設交換數據的時(shí)4)理論上,USB可與127個(gè)設備串聯(lián),但實(shí)際應用中,串聯(lián)3到4個(gè)設備就候，通過(guò)應用通信實(shí)現設備的目的。.可能導致一些設備失效。多數USB產(chǎn)品只有一個(gè)輸入口，無(wú)法連到下一個(gè)總線(xiàn).上的每次數據傳輸使用下列四種類(lèi)型之一:控制、中斷、批量或同USB設備。雖然USB本身可提供500mA的電流,但若碰到高電耗設備，會(huì )導步。每個(gè)傳輸由事務(wù)組成,每個(gè)事務(wù)由包組成，每個(gè)包包含了信息.所有事務(wù)致供電不足。均以一個(gè)設備終端開(kāi)始，或以- -個(gè)終端為目的地，終點(diǎn)是一-個(gè)可以存儲多個(gè)2. USB系統劃分字節的緩沖器。規范定義一個(gè)設備的終端為“一個(gè)USB設備的一個(gè)唯一的可USB系統分三部分: USB主機. USB器件和USB的連接。尋址部分,用來(lái)作為主機和設備之間通信流的信息源或接收器"。終端定義USB主機是USB系統的核心，- -個(gè)USB系統僅有一個(gè)主機。主機系統包為IN和OUT.含用于和USB外設進(jìn)行通信的USB主機控制器和用于連接的USB接口4.信號編碼(SIE), 它是USB系統軟件和USB客戶(hù)軟件的載體。USB總線(xiàn)以差模 驅動(dòng)方式進(jìn)行數據傳輸。數據包發(fā)送前，USB協(xié)議規定USB主機軟件系統分為三部分:用NRZI編碼方式對數據進(jìn)行編碼。NRZI編碼協(xié)議采用逢“1”保持,逢“0”跳1)客戶(hù)軟件部分(CSW),在邏輯和外設的功能部件部分進(jìn)行數據交換:變原則,NRZI解碼則用相反操作。為保證數據流中有足夠的信號變化,USB2)USB系統軟件部分(HCDD),在邏輯和實(shí)際中作為HCD和USBD之間協(xié)議規定了加填充位的原則，即如果信號流中連續出現六位以上數據“1",的接口則每隔六位必須插入-個(gè)“0”,然后才進(jìn)入NRZI編碼。3)USB. 主機控制器軟件部分(HCD和USBD),用于對外設和主機的所有5.小結USB有關(guān)部分的控制和管理，包括外設的SIE部分、USB數據發(fā)送接收器部本文較詳細介紹了USB系統的軟硬件構成及其數據傳輸協(xié)議，它把人分及外設的協(xié)議層等。們從繁雜的連線(xiàn)不同的接口標準和惱人的中斷沖突中解放出來(lái)。USB 2.0USB器件可以分為兩種:即USB HUB和USB功能器件。協(xié)議的推出,對USB技術(shù)的發(fā)展起到了推波助瀾的作用。USB3.0超快的傳USB HUB在硬件上由兩部分組成: HUB應答器和HUB控制器。HUB應輸速度,使USB的技術(shù)優(yōu)勢將更加明顯?！龃鹌骰貞鳈C對USB外設的設置, HUB控制器是提供主機到HUB之間數據參考文獻傳輸的物理機制。作為USB總線(xiàn)的擴展部件, USB HUB必須滿(mǎn)足的條件:[I]Jan Axelson著(zhù)陳逸等譯;《USB大全) ;中國電力出版社●為自己和其它外設的連接提供可打展的下行和上行端口;([]ivt,《全面認識USB技術(shù)的精髓) ;微型計算機●支持USB總線(xiàn)的電源管理機制;[3]《USB (Universal Serial Bus)》;電子愛(ài)好者●支持總線(xiàn)傳輸失敗的檢測和恢復:中國煤化工MHCNMHG