总线接口与计算机通信（四）USB外部总线

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USB简介

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USB?是英文Universal?Serial?BUS（通用串行总线）的缩写，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，是应用在PC?领域的接口技术。USB?接口支持设备的即插?即用和热插拔功能。

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1. USB?的拓朴结构

1）?USB?的网络协议中每个USB?的系统有且只有一个host?它负责管理整个USB?系统，包括USB?Device?的连接与删除、与USB?Device?的通信、总路线的控制等等?

2）?Host?端有一个Root?Hub，可提供一个或多个USB?下行端口，每个端口可以连接一个USB?Hub?或一个USB?Device?

3）?USB?Hub?是用于USB?端口扩展的，即USB?Hub?可以将一个USB?端口扩展为多个端口。?上图中的每个Func(Function)就是一个USB?Device，?如USB?键盘、USB?鼠标、USB?MODEM、?USB?硬盘等等?

4）?Compound?Device?是指带一个Hub?和一个或多个不可删除的USB?Device?的复合设备?5）?一个USB?系统可连接多达127?个Function?

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1. ?USB?的设备类型(device?class)?

   虽然USB?设备都会表现USB?的一些基本的特征，但是USB?的设备还是可以分成多个?不同类型。同类型的设备可以拥有一些共同的行为特征和工作协议从而使设备的驱动程?序的书写变得简单一些。下表中就给出一些基本的USB?的设备类型分类

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1. ?USB?的电气特性

   USB?连接器包含四条线：2?条用于电源供电(VBUS?和GND)，2?条用于USB?数据传输(D+和D-)。VBUS?提供5V?电源，电流可达500mA。D+和D-为双向信号线，信号传输速率为12Mbps?(每位83ns)。D+和D-信号电平为3.3V?

   

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2. USB的特点?

   1）USB?为所有的USB?外设提供了单一的易于使用的标准的连接类型。这样一来就简化?了USB?外设的设计，实现了单一的数据通用接口?

   2）整个的USB?的系统只有一个端口和一个中断节省了系统资源?

   3）USB?支持热插拔(hot?plug)和PNP(Plug-and-Play)，也就是说在不关闭PC?的情况下可?以安全的插上和断开USB?设备?

   4）USB?在设备供电方面提供了灵活性。直接连接到Hub?，或者是连接到Host?的设备可以?通过USB，也可以通过电池或者其它的电力设备来供电，或使用两种供电方式的组合?并且支持节约能源的挂机和唤醒模式?

   5）USB?传输速率?适应各种不同类型的外设，提供全速12Mbps?的速率和低速1.5Mbps?的速率，?USB2.0?还支持480Mbps?的高速传输速率?。

   6）为了适应各种不同类型外围设备的要求，USB?提供了四种不同的数据传输类型：控制传输，Bulk?数据传输，中断数据传输和同步数据传输，同步数据传输可为音频和视频?等实时设备的实时数据传输提供固定带宽?

   7）USB?的端口具有很灵活的扩展性，一个USB?端口串接上一个USB?Hub?就可以扩展为?多个USB?端口

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3. USB的特点?

   1）USB?为所有的USB?外设提供了单一的易于使用的标准的连接类型。这样一来就简化?了USB?外设的设计，实现了单一的数据通用接口?

   2）整个的USB?的系统只有一个端口和一个中断节省了系统资源?

   3）USB?支持热插拔(hot?plug)和PNP(Plug-and-Play)，也就是说在不关闭PC?的情况下可?以安全的插上和断开USB?设备?

   4）USB?在设备供电方面提供了灵活性。直接连接到Hub?，或者是连接到Host?的设备可以?通过USB，也可以通过电池或者其它的电力设备来供电，或使用两种供电方式的组合?并且支持节约能源的挂机和唤醒模式?

   5）USB?提供全速12Mbps?的速率和低速1.5Mbps?的速率来适应各种不同类型的外设，?USB2.0?还支持480Mbps?的高速传输速率?

   6）为了适应各种不同类型外围设备的要求，USB?提供了四种不同的数据传输类型：控制?传输，Bulk?数据传输，中断数据传输和同步数据传输，同步数据传输可为音频和视频?等实时设备的实时数据传输提供固定带宽?

   7）USB?的端口具有很灵活的扩展性，一个USB?端口串接上一个USB?Hub?就可以扩展为?多个USB?端口??

   7.USB的传输方式?

   USB?有四种的传输方式：??1）控制(Control)传输方式:?

   控制传输是双向传输数据，主要进行查询配置和给USB?设备发送通用的命令。控制传输?方式可以包括8,16,32?和64?字节的数据，这依赖于设备和传输速度。控制传输典型地用?在主计算机和USB?外设端点之间的传输?2）同步(isochronous)传输方式:?

   同步传输提供了确定的带宽和间隔时间，它被用于时间严格并具有较强容错性的流数据?传输，或者用于要求恒定的数据传输率的即时应用中，例如执行即时通话的网络电话，?应用时使用同步传输模式是很好的选择?3）中断(interrupt)方式传输:?

   中断方式传输主要用于定时查询设备是否有中断数据要传输。设备的端点模式器的结构?决定了它的查询频率从1?到255ms?之间。这种传输方式典型的应用在少量的分散的不可?预测数据的传输，键盘、操纵杆和鼠标就属于这一类型?4）批量(bulk)传输:?

   主要应用在数据大量传输，而传输和接受数据上又没有带宽和间隔时间要求。打印机和?扫描仪属于这种类型

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   引用：

4. 常见接口电路介绍 <http://wenku.baidu.com/link?url=rPXAWPV1DLttBOy6O2-8g4jq2VZBnv4v70bCixoCU6l2I6Yuc9reQ-I99_njImH1tVKolXSkpUCmL65Bx2-yeLMNzXTBNd-cjf2OV60mwBK>

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总线接口与计算机通信（四）USB外部总线

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原文地址：http://www.cnblogs.com/mylinux/p/4683587.html