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USB 又名:通用串行總線(UniversalSerialBUS)

USB ,是英文Universal Serial BUS(通用串行總線)的縮寫,而其中文簡稱為“通串線,是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn),用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。

簡述

不過直到近期,它才得到廣泛地應(yīng)用。從1994年11月11日發(fā)表了USB V0.7版本以后,USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展,到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為3.0版本,成為目前電腦中的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0,各USB版本間能很好的兼容。USB用一個(gè)4針(USB3.0標(biāo)準(zhǔn)為8針)插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭,采用菊花鏈形式可以把所有的外設(shè)連接起來,最多可以連接127個(gè)外部設(shè)備,并且不會(huì)損失帶寬。USB需要主機(jī)硬件、操作系統(tǒng)和外設(shè)三個(gè)方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片組,主板上也安裝有USB接口插座,而且除了背板的插座之外,主板上還預(yù)留有USB插針,可以通過連線接到機(jī)箱前面作為前置USB接口以方便使用(注意,在接線時(shí)要仔細(xì)閱讀主板說明書并按圖連接,千萬不可接錯(cuò)而使設(shè)備損壞)。而且USB接口還可以通過專門的USB連機(jī)線實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互連,并可以通過Hub擴(kuò)展出更多的接口。USB具有傳輸速度快(USB1.1是12Mbps,USB2.0是480Mbps, USB3.0是5 Gbps),使用方便,支持熱插拔,連接靈活,獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn),可以連接鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、閃存盤、MP3機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤、外置光軟驅(qū)、USB網(wǎng)卡、ADSL Modem、Cable Modem等,幾乎所有的外部設(shè)備。   USB接口可用于連接多達(dá)127個(gè)外設(shè),如鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器和鍵盤等。USB自從1996年推出后,已成功替代串口和并口,并成為當(dāng)今個(gè)人電腦和大量智能設(shè)備的必配的接口之一。

USB的版本

第一代:USB 1.0/1.1的最大傳輸速率為12Mbps。1996年推出。   

第二代:USB 2.0的最大傳輸速率高達(dá)480Mbps。USB 1.0/1.1與USB 2.0的接口是相互兼容的。   

第三代:USB 3.0 最大傳輸速率5Gbps, 向下兼容USB 1.0/1.1/2.0

USB的應(yīng)用
 

隨著計(jì)算機(jī)硬件飛速發(fā)展,外圍設(shè)備日益增多,鍵盤、鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、掃描儀早已為人所共知,數(shù)碼相機(jī)、MP3隨身聽接踵而至,這么多的設(shè)備,如何接入個(gè)人計(jì)算機(jī)?USB就是基于這個(gè)目的產(chǎn)生的。USB是一個(gè)使計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備連接標(biāo)準(zhǔn)化、單一化的接口,其規(guī)格是由Intel、NEC、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、Northern Telecom聯(lián)系制定的。   

USB1.1標(biāo)準(zhǔn)接口傳輸速率為12Mbps,但是一個(gè)USB設(shè)備最多只可以得到6Mbps的傳輸頻寬。因此若要外接光驅(qū),至多能接六倍速光驅(qū),無法再高。而若要即時(shí)播放MPEG-1的VCD影片,至少要1.5Mbps的傳輸頻寬,這點(diǎn)USB辦得到,但是要完成數(shù)據(jù)量大四倍的MPEG-2的DVD影片播放,USB可能就很吃力了,若再加上AC-3音頻數(shù)據(jù),USB設(shè)備就很難實(shí)現(xiàn)即時(shí)播放了。   

一個(gè)USB接口理論上可以支持127個(gè)裝置,但是目前還無法達(dá)到這個(gè)數(shù)字。其實(shí),對(duì)于一臺(tái)計(jì)算機(jī),所接的周邊外設(shè)很少有超過10個(gè)的,因此這個(gè)數(shù)字是足夠我們使用的。   

USB還有一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是支持熱插拔,也就是說在開機(jī)的情況下,你也可以安全地連接或斷開USB設(shè)備,達(dá)到真正的即插即用。不過,并非所有的Windows系統(tǒng)都支持USB。目前,Windows系統(tǒng)中有許多不同的版本,在這些版本中,只有Windows98以上版本的系統(tǒng)對(duì)USB的支持較好,而其他的Windows版本并不能完整支持USB。例如Windows95的零售版是不支持USB的,只有后來與PC捆綁銷售的Windows95版本才支持USB。目前USB設(shè)備雖已被廣泛應(yīng)用,但比較普遍的卻是USB1.1接口,它的傳輸速度僅為12Mbps。舉個(gè)例子說,當(dāng)你用USB1.1的掃描儀掃一張大小為4M的圖片,需要四秒鐘之久。 這樣的速度,讓用戶覺得非常不方便,如果有好幾張圖片要掃的話,就得要有很好的耐心來等待了。用戶的需求,是促進(jìn)科技發(fā)展的動(dòng)力,廠商也同樣認(rèn)識(shí)到了這個(gè)瓶頸。這時(shí), COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS這7家廠商聯(lián)合制定了USB 2.0接口標(biāo)準(zhǔn)。USB 2.0將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps,比USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)快40倍左右,速度的提高對(duì)于用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設(shè)備,而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到USB 2.0的線路上,而且無需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。所以,如果你用USB 2.0的掃描儀,就完全不同了,掃一張4M的圖片只需半秒鐘左右的時(shí)間,一眨眼就過去了,效率大大提高。而且,USB2.0可以使用原來USB定義中同樣規(guī)格的電纜,接頭的規(guī)格也完全相同,在高速的前提下一樣保持了USB 1.1的優(yōu)秀特色,并且,USB 2.0的設(shè)備不會(huì)和USB 1.X設(shè)備在共同使用的時(shí)候發(fā)生任何沖突。USB2.0兼容USB1.1,也就是說USB1.1設(shè)備可以和USB2.0設(shè)備通用,但是這時(shí)USB2.0設(shè)備只能工作在全速狀態(tài)下(12Mbit/s)。USB2.0有高速、全速和低速三種工作速度,高速是480Mbit/s,全速是12Mbit/s,低速是1.5Mbit/s。其中全速和低速是為兼容USB1.1和USB1.0而設(shè)計(jì)的,因此選購USB產(chǎn)品時(shí)不能只聽商家宣傳USB2.0,還要搞清楚是高速、全速還是低速設(shè)備。USB總線是一種單向總線,主控制器在PC機(jī)上,USB設(shè)備不能主動(dòng)與PC機(jī)通信。為解決USB設(shè)備互通信問題,有關(guān)廠商又開發(fā)了USB OTG標(biāo)準(zhǔn),允許嵌入式系統(tǒng)通過USB接口互相通信,從而甩掉了PC機(jī)。新USB2.0規(guī)范重新命名了USB標(biāo)準(zhǔn)將原先的USB 1.1改成了USB 2.0 Full Speed(全速版),同時(shí)將原有的USB 2.0改成了USB 2.0High-Speed(高速版),并同時(shí)公布了新的標(biāo)識(shí)。不言而喻,高速版的USB 2.0速度當(dāng)然超過全速版的USB 2.0。

USB vs IEEE1394

一、USB與IEEE1394的相同點(diǎn)主要有哪些?

兩者都是一種通用外接設(shè)備接口。兩者都可以快速傳輸大量數(shù)據(jù)。兩者都能連接多個(gè)不同設(shè)備。兩者都支持熱插撥。兩者都可以不用外部電源。

二、USB與IEEE1394的不同點(diǎn)有哪些?

兩者的傳輸速率不同。USB的傳輸速率與IEEE1394的速率比起來真是小巫見大巫了。USB的傳輸速率現(xiàn)在只有480Mbps,只能連接鍵盤、鼠標(biāo)與麥克風(fēng)等低速設(shè)備,而IEEE1394可以使用3.2Gbps,可以用來連接數(shù)碼相機(jī)、掃描儀和信息家電等需要高速率的設(shè)備。兩者的結(jié)構(gòu)不同。USB在連接時(shí)必須至少有一臺(tái)電腦,并且必須需要HUB來實(shí)現(xiàn)互連,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最多可連接127臺(tái)設(shè)備。IEEE1394并不需要電腦來控制所有設(shè)備,也不需要HUB,IEEE1394可以用網(wǎng)橋連接多個(gè)IEEE1394網(wǎng)絡(luò),也就是說在用IEEE1394實(shí)現(xiàn)了63臺(tái)IEEE1394設(shè)備之后也可以用網(wǎng)橋?qū)⑵渌腎EEE1394網(wǎng)絡(luò)連接起來,達(dá)到無限制連接。兩者的智能化不同。IEEE1394網(wǎng)絡(luò)可以在其設(shè)備進(jìn)行增減時(shí)自動(dòng)重設(shè)網(wǎng)絡(luò)。USB是以HUB來判斷連接設(shè)備的增減了。兩者的應(yīng)用程度不同?,F(xiàn)在USB已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)方面,幾乎每臺(tái)PC主板都設(shè)置了USB接口,USB2.0也會(huì)進(jìn)一步加大USB應(yīng)用的范圍。IEEE1394現(xiàn)在只被應(yīng)用于音頻、視頻等多媒體方面。

前置USB接口

前置USB接口是位于機(jī)箱前面板上的USB擴(kuò)展接口。目前,使用USB接口的各種外部設(shè)備越來越多,例如移動(dòng)硬盤、閃存盤、數(shù)碼相機(jī)等等,但在使用這些設(shè)備(特別是經(jīng)常使用的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備)時(shí)每次都要鉆到機(jī)箱后面去使用主板板載USB接口顯然是不方便的。前置USB接口在這方面就給用戶提供了很好的易用性。目前,前置USB接口幾乎已經(jīng)成為機(jī)箱的標(biāo)準(zhǔn)配置,沒有前置USB接口的機(jī)箱已經(jīng)非常少見了。前置USB接口要使用機(jī)箱所附帶的USB連接線連接到主板上所相應(yīng)的前置USB插針(一般是8針、9針或10針,兩個(gè)USB成對(duì),其中每個(gè)USB使用4針傳輸信號(hào)和供電)上才能使用。在連接前置USB接口時(shí)一定要事先仔細(xì)閱讀主板說明書和機(jī)箱說明書中與其相關(guān)的內(nèi)容,千萬不可將連線接錯(cuò),不然會(huì)造成USB設(shè)備或主板的損壞。另外,由于USB2.0接口輸出電壓為5V,輸出電流為500mA。使用前置USB接口時(shí)要注意前置USB接口供電不足的問題,在使用耗電較大的USB設(shè)備時(shí),要使用外接電源或直接使用機(jī)箱后部的主板板載USB接口,以避免USB設(shè)備不能正常使用或被損壞。

USB口硬盤盒

目前的主流,其最大優(yōu)點(diǎn)是使用方便,支持熱插拔和即插即用。USB有兩種標(biāo)準(zhǔn):一種是USB1.1接口,其傳輸速度只有12Mbps,一種是USB2.0接口,其傳輸速度高達(dá)480Mbps。目前的主板上的USB都支持USB1.1,但USB 2.0只有較新的主板才能支持,購買時(shí)根據(jù)個(gè)人情況選擇產(chǎn)品,雖然USB2.0向下兼容USB1.1,但支持USB2.0接口的移動(dòng)硬盤盒比USB1.1的要貴一些。

無線USB

USB開發(fā)者論壇的主席兼英特爾公司的技術(shù)策略官Jeff Ravencraft表示,無線USB技術(shù)將幫助用戶在使用個(gè)人電腦連接打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂播放器和外置磁盤驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備時(shí),從紛繁復(fù)雜的電纜連線中解放出來。無線USB標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸速率與目前的有線USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)是一樣的,均為每秒480M,兩者的區(qū)別在于無線USB要求在個(gè)人電腦或外設(shè)中裝備無線收發(fā)裝置以代替電纜連線。在英特爾開發(fā)者論壇舉辦的前夕,Ravencraft稱,首先采用這一標(biāo)準(zhǔn)的將是外置磁盤驅(qū)動(dòng)器、數(shù)碼相機(jī)和打印機(jī)。而越來越多的產(chǎn)品將在今年第三季度開始推向市場。為了使無線USB標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)用,必須改善這一技術(shù)的一些不足。在星期一,USB標(biāo)準(zhǔn)小組宣布了無線聯(lián)盟規(guī)范,以確保只有經(jīng)過認(rèn)證才能讓電腦和外設(shè)通過無線USB連接起來。Ravencraft補(bǔ)充,一直以來USB標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)廣泛的用于將數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、手機(jī)、PDA、DVD刻錄機(jī)和其他設(shè)備與個(gè)人電腦的連接。而無線聯(lián)盟規(guī)范則詳細(xì)規(guī)定了個(gè)人電腦和外設(shè)如何通過無線USB進(jìn)行連接,一臺(tái)電腦最多可以同時(shí)連接127個(gè)外設(shè)。無線聯(lián)盟規(guī)范規(guī)定了兩種建立連接的方法。第一種方法是電腦和外設(shè)先用電纜連接起來,然后再建立無線連接以供以后使用。第二種方法是外設(shè)可以提供一串?dāng)?shù)字,用戶在建立連接的時(shí)候輸入到電腦里面。無線USB采用超寬帶技術(shù)進(jìn)行通信。目前無線局域網(wǎng)的802.11g協(xié)議采用位于2.4GHz附近的一小段頻帶進(jìn)行通信,而超寬帶技術(shù)則采用從3.1GHz到10.6GHz的頻帶進(jìn)行通信。超寬帶的信號(hào)水平足夠低,因此對(duì)于其他無線通信技術(shù)來說,超寬帶信號(hào)的影響類似于噪聲。無線網(wǎng)絡(luò)目前廣泛使用的技術(shù)是IEEE的802.11標(biāo)準(zhǔn),也就是英特爾所推動(dòng)的Wi-Fi。這一技術(shù)廣泛的使用在筆記本電腦上,甚至部分尼康公司和佳能公司的數(shù)碼相機(jī)也采用這一技術(shù)。而無線USB技術(shù)則是一個(gè)完全不同的技術(shù),由于這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)上相對(duì)簡單同時(shí)功耗只有802.11的一半,因此不少廠商都更愿意采用無線USB技術(shù)。Ravencraft表示,在高端的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)上采用802.11技術(shù),關(guān)鍵是要解決電池壽命問題。而廠商們發(fā)現(xiàn)超寬帶技術(shù)是解決這一問題的最好的辦法。在距離電腦10英尺范圍內(nèi),無線USB設(shè)備的傳輸速率將保持每秒480M。如果在30英尺范圍內(nèi),傳輸速率將下降到每秒110M。然而隨著技術(shù)的發(fā)展,無線USB的傳輸速率將會(huì)超過每秒1G甚至更快。目前超寬帶技術(shù)不僅可以用于無線USB連接中,還可以在藍(lán)牙和IEEE的1394火線連接甚至WiNet短距離連接中使用。

USB的不同接口與數(shù)據(jù)線

隨著各種數(shù)碼設(shè)備的大量普及,特別是MP3和數(shù)碼相機(jī)的普及,我們周圍的USB設(shè)備漸漸多了起來。然而這些設(shè)備雖然都是采用了USB接口,但是這些設(shè)備的數(shù)據(jù)線并不完全相同。這些數(shù)據(jù)線在連接PC的一端都是相同的,但是在連接設(shè)備端的時(shí)候,通常出于體積的考慮而采用了各種不同的接口。絕大部分?jǐn)?shù)碼產(chǎn)品連接線的接頭除了連在PC上的都一樣,另外一頭也都是遵循著標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格。USB是一種統(tǒng)一的傳輸規(guī)范,但是接口有許多種,最常見的就是咱們電腦上用的那種扁平的,這叫做A型口,里面有4根連線,根據(jù)誰插接誰分為公母接口,一般線上帶的是公口,機(jī)器上帶的是母口。

USB A型公口

右上面的圖片是最常見的USB A型公口  常見Mini B型5Pin接口:接下來就是在數(shù)碼產(chǎn)品上最常見的接口了,由于數(shù)碼產(chǎn)品體積所限,所以通常用的是Mini B型接口,但是Mini B型接口也有許多種類。

Mini B型5Pin

右面的圖為Mini B型5Pin接口示意圖   這種接口可以說是目前最常見的一種接口了,這種接口由于防誤插性能出眾,體積也比較小巧,所以正在贏得越來越的廠商青睞,現(xiàn)在這種接口廣泛出現(xiàn)在讀卡器、MP3、數(shù)碼相機(jī)以及移動(dòng)硬盤上。下圖為:Sony F828上的Mini B型5Pin接口  目前采用這種接口的設(shè)備目前有SONY相機(jī)、攝像機(jī)和MP3,Olympus相機(jī)和錄音筆,佳能相機(jī)和惠普的數(shù)碼相機(jī)等等,數(shù)量相當(dāng)繁多。常見Mini B型4Pin接口:除了前面我們看到的最常見的Mini B型5Pin的接口以外,Mini B型還有很多種別的接口,其中的一些也比較常見。

Mini B型4Pin

右圖為:Mini B型4Pin的接口  下圖為:Mini B型4Pin的接口的轉(zhuǎn)接線纜  這種接口常見于以下品牌的數(shù)碼產(chǎn)品:奧林巴斯的C系列和E系列,柯達(dá)的大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī),三星的MP3產(chǎn)品(如Yepp),SONY的DSC系列,康柏的IPAQ系列產(chǎn)品……   富士Mini B型4Pin Flat接口:Mini B型4Pin還有一種形式,那就是Mini B型4Pin Flat。顧名思義,這種接口比Mini B型4Pin要更加扁平,在設(shè)備中的應(yīng)用也比較廣泛。

富士Mini B型4Pin Flat

右圖為:Mini B型4Pin Flat接口  這種接口和前面講腗INI B型4pin非常類似,但是這種接頭更為扁平,所占用的體積更小。這種接口常見于以下設(shè)備:富士的FinePix系列,卡西歐的QV系列相機(jī),柯尼卡的產(chǎn)品。我們看到,富士的機(jī)器用這種接口的比較多,幾乎舊有的機(jī)型全是這種接口。不過值得注意的是,富士在最新的S5000和S7000上已經(jīng)放棄了這種接口,改投Mini B 5Pin的陣營。尼康獨(dú)有,Mini B型8Pin接口:Mini B型除了前面的4Pin和5Pin的,還有一種就是8Pin的了,這種接頭在其他設(shè)備上出現(xiàn)的幾率就非常少了,通常出現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)上。Mini B型的接口也有3種,一種是普通型的,一種是Round(圓)型的,還有一種是2×4布局的扁平接口。

MINI B型8Pin

右圖為:Mini B型8Pin的接口 這種接口適用的設(shè)備,據(jù)筆者所知目前只有Nikon Coolpix 775一個(gè)款型的產(chǎn)品使用這種接口。

Mini B型8Pin Round

左圖為:Mini B型8Pin Round接口 這種接口和前面的普通型比起來,就是將原來的D型接頭改成了圓形接頭,并且為了防止誤插在一邊設(shè)計(jì)了一個(gè)凸起。這種接頭可以見于一些Nikon的數(shù)碼相機(jī),CoolPix系列比較多見。雖然Nikon一直堅(jiān)持用這種接口,但是在一些較新的機(jī)型中,例如D100和CP2000也都采用了普及度最高的Mini B型5Pin接口。差點(diǎn)兒就普及,8Pin 2×4接口:除了我們前面見過的Mini B型5Pin的接口,我想大家一定還對(duì)下面這種接口非常熟悉,這種接口也曾經(jīng)相當(dāng)?shù)钠占啊?/p>

Mini B型8Pin 2×4

圖為:Mini B型8Pin 2×4接口 這種接口也是一種比較常見的接口了,例如我們熟悉的iRiver的著名的MP3系列,其中號(hào)稱“鐵三角”的180TC,以及該系列的很多其他產(chǎn)品采用的均是這種接口。這種接口的應(yīng)用范圍也還算是廣,不過從iRiver自3XX系列全面換成Mini B型5Pin的接口后,這種規(guī)格明顯沒有Mini B型5Pin搶眼了。

USB On-The-Go補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)

USB On-The-Go Supplement 1.0:2001年12月發(fā)布。 USB On-The-Go Supplement 1.0a:2003年6月發(fā)布,即當(dāng)前版本。USB OTG是USB On-The-Go的縮寫,是近年發(fā)展起來的技術(shù),2001年12月18日由USB Implementers Forum公布,主要應(yīng)用于各種不同的設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備間的聯(lián)接,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。特別是PDA、移動(dòng)電話、消費(fèi)類設(shè)備。改變?nèi)鐢?shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備間多種不同制式連接器,多達(dá)7種制式的存儲(chǔ)卡間數(shù)據(jù)交換的不便。USB技術(shù)的發(fā)展,使得PC和周邊設(shè)備能夠通過簡單方式、適度的制造成本將各種數(shù)據(jù)傳輸速度的設(shè)備連接在一起,上述我們提到應(yīng)用,都可以通過USB總線,作為PC的周邊,在PC的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。但這種方便的交換方式,一旦離開了PC,各設(shè)備間無法利用USB口進(jìn)行操作,因?yàn)闆]有一個(gè)從設(shè)備能夠充當(dāng)PC一樣的Host。On-The-Go,即OTG技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)在沒有Host的情況下,實(shí)現(xiàn)從設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送。例如數(shù)碼相機(jī)直接連接到打印機(jī)上,通過OTG技術(shù),連接兩臺(tái)設(shè)備見的USB口,將拍出的相片立即打印出來;也可以將數(shù)碼照相機(jī)中的數(shù)據(jù),通過OTG發(fā)送到USB接口的移動(dòng)硬盤上,野外操作就沒有必要攜帶價(jià)格昂貴的存儲(chǔ)卡,或者背一個(gè)便攜電腦。在OTG產(chǎn)品中,增加了一些新的特性: 新的標(biāo)準(zhǔn),適用于設(shè)計(jì)小巧的連接器和電纜; 在傳統(tǒng)的周邊設(shè)備上,增加了Host能力,適應(yīng)點(diǎn)到點(diǎn)的連接;這種能力可以在兩個(gè)設(shè)備間動(dòng)態(tài)地切換;低的功耗,保證USB可以在電池供電情況下工作   使用OTG后,不影響原設(shè)備和PC的連接,但使得在市場上已有超過10億個(gè)USB接口的設(shè)備,也能通過OTG互聯(lián)。

USB 3.0 簡介

英特爾公司(Intel)和業(yè)界領(lǐng)先的公司一起攜手組建了USB 3.0推廣組,旨在開發(fā)速度超過當(dāng)今10倍的超高效USB互聯(lián)技術(shù)。該技術(shù)是由英特爾,以及惠普(HP)、NEC、NXP半導(dǎo)體以及德州儀器(Texas Instruments)等公司共同開發(fā)的,應(yīng)用領(lǐng)域包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、消費(fèi)及移動(dòng)類產(chǎn)品的快速同步即時(shí)傳輸。隨著數(shù)字媒體的日益普及以及傳輸文件的不斷增大——甚至超過25GB,快速同步即時(shí)傳輸已經(jīng)成為必要的性能需求。USB 3.0 具有后向兼容標(biāo)準(zhǔn),并兼具傳統(tǒng)USB技術(shù)的易用性和即插即用功能。該技術(shù)的目標(biāo)是推出比目前連接水平快10倍以上的產(chǎn)品,采用與有線USB相同的架構(gòu)。除對(duì)USB 3.0規(guī)格進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)更低的能耗和更高的協(xié)議效率之外,USB 3.0 的端口和線纜能夠?qū)崿F(xiàn)向后兼容,以及支持未來的光纖傳輸。“從邏輯上說USB 3.0將成為下一代最普及的個(gè)人電腦有線互聯(lián)方式”,英特爾技術(shù)戰(zhàn)略師Jeff Ravencraft說道,“數(shù)字時(shí)代需要高速的性能和可靠的互聯(lián)來實(shí)現(xiàn)日常生活中龐大數(shù)據(jù)量的傳輸。USB 3.0可以很好地應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),并繼續(xù)提供用戶已習(xí)慣并繼續(xù)期待的USB易用性體驗(yàn)。”英特爾公司成立USB 3.0推廣組之初就希望USB設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)(USB-IF)可以作為USB 3.0規(guī)格的行業(yè)協(xié)會(huì)。完整的USB 3.0規(guī)格有望于2008年上半年推出,USB 3.0初步將采用離散硅的形式。USB 3.0推廣組,包括惠普、英特爾、NEC、NXP半導(dǎo)體以及德州儀器,致力于保護(hù)已有USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)器基礎(chǔ)設(shè)施和投資、USB的外觀以及方便使用的特性,同時(shí)繼續(xù)發(fā)揚(yáng)USB這種卓越技術(shù)的功能。“我們對(duì)USB 2.0以及無線USB技術(shù)的支持彰顯了惠普致力于為客戶提供可靠的外圍設(shè)備互聯(lián)方式”,惠普公司負(fù)責(zé)打印成像與消費(fèi)市場部門(Consumer Inkjet Solutions)的副總裁Phil Schultz說,“現(xiàn)在借助USB 3.0,我們將為客戶創(chuàng)造打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及其他外圍設(shè)備與個(gè)人電腦互聯(lián)的更佳體驗(yàn)。” “英特爾在兩代USB技術(shù)的開發(fā)和采用方面均走于行業(yè)前列,USB現(xiàn)在已經(jīng)成為最受歡迎的計(jì)算和手持電子設(shè)備外圍接口”,英特爾高級(jí)副總裁兼數(shù)字企業(yè)事業(yè)部總經(jīng)理帕特•基辛格(Patrick Gelsinger)表示,“由于市場發(fā)展支持客戶對(duì)龐大數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸?shù)男枨?,我們希望開發(fā)出第三代USB技術(shù),可以利用現(xiàn)有的USB界面并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化來滿足這些需求。”“自首次安裝有線USB以來,NEC一直都是USB技術(shù)的支持者”,NEC電子SoC系統(tǒng)部門總經(jīng)理Katsuhiko Itagaki說道,“現(xiàn)在是時(shí)候進(jìn)一步發(fā)展這個(gè)業(yè)已成功的互聯(lián)接口以滿足市場對(duì)龐大數(shù)據(jù)傳輸速度的更高需求,從而盡量縮短用戶等待的時(shí)間。”“NXP很高興與其它頂級(jí)公司攜手推進(jìn)世界領(lǐng)先的互聯(lián)技術(shù)來滿足下一代外圍設(shè)備的需求”,NXP半導(dǎo)體商業(yè)互聯(lián)娛樂(Business Line Connected Entertainment)戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)發(fā)展部總監(jiān)Pierre-Yves Couteau說,“作為USB半導(dǎo)體解決方案的領(lǐng)先提供商,NXP致力于推動(dòng)超高速USB的標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用。”“隨著高速USB在個(gè)人計(jì)算、消費(fèi)電子以及移動(dòng)等各種細(xì)分市場內(nèi)的普及,我們預(yù)計(jì)USB 3.0將迅速取代USB2.0端口成為高帶寬應(yīng)用領(lǐng)域的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)”,德州儀器Worldwide ASIC副總裁Greg Hantak表示,“德州儀器非常興奮USB 3.0的卓越性能將進(jìn)一步拓展USB的應(yīng)用領(lǐng)域并為用戶帶來更佳的體驗(yàn)。”關(guān)于USB 設(shè)計(jì)學(xué)會(huì) (Universal Serial Bus Implementers Forum)非盈利組織USB設(shè)計(jì)論壇(USB-IF)成立的宗旨是為USB技術(shù)的發(fā)展和普及提供支持。通過其標(biāo)識(shí)和認(rèn)證項(xiàng)目,USB-IF為高質(zhì)量、兼容性USB設(shè)備的開發(fā)提供協(xié)助,USB-IF還大力宣傳USB的優(yōu)勢以及經(jīng)其認(rèn)證的產(chǎn)品的質(zhì)量。

USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)正式完成并發(fā)布

由Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業(yè)界巨頭組成的USB 3.0 Promoter Group今天宣布,該組織負(fù)責(zé)制定的新一代USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式完成并公開發(fā)布。新規(guī)范提供了十倍于USB 2.0的傳輸速度和更高的節(jié)能效率,可廣泛用于PC外圍設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品。制定完成的USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)移交給該規(guī)范的管理組織USB Implementers Forum(簡稱USB-IF)。該組織將與硬件廠商合作,共同開發(fā)支持USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)的新硬件,不過實(shí)際產(chǎn)品上市還要等一段時(shí)間。第一版USB 1.0是在1996年出現(xiàn)的,速度只有1.5Mbps;兩年后升級(jí)為USB 1.1,速度也大大提升到12Mbps,至今在部分舊設(shè)備上還能看到這種標(biāo)準(zhǔn)的接口;2000年4月,目前廣泛使用的USB 2.0推出,速度達(dá)到了480Mbps,是USB 1.1的四十倍;如今八個(gè)半年頭過去了,USB 2.0的速度早已經(jīng)無法滿足應(yīng)用需要,USB 3.0也就應(yīng)運(yùn)而生,最大傳輸帶寬高達(dá)5.0Gbps,也就是625MB/s,同時(shí)在使用A型的接口時(shí)向下兼容。IEEE組織最近也批準(zhǔn)了新規(guī)范IEEE1394-2008,不過新版FireWire的傳輸速度只有3.2Gb/s,相當(dāng)于USB 3.0的60%多一點(diǎn)。難怪蘋果等業(yè)界廠商普遍對(duì)該技術(shù)失去了興趣。USB 2.0基于半雙工二線制總線,只能提供單向數(shù)據(jù)流傳輸,而USB 3.0采用了對(duì)偶單純形四線制差分信號(hào)線,故而支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸,這也是新規(guī)范速度猛增的關(guān)鍵原因。除此之外,USB 3.0還引入了新的電源管理機(jī)制,支持待機(jī)、休眠和暫停等狀態(tài)。測量儀器大廠泰克(Tektronix)在上個(gè)月第一家宣布了用于USB 3.0的測試工具,可以幫助開發(fā)人員驗(yàn)證新規(guī)范與硬件設(shè)計(jì)之間的兼容性。USB 3.0在實(shí)際設(shè)備應(yīng)用中將被稱為“USB SuperSpeed”,順應(yīng)此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。預(yù)計(jì)支持新規(guī)范的商用控制器將在2009年下半年面世,消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品則有望在2010年上市。USB 3.0標(biāo)識(shí)圖USB 3.0標(biāo)識(shí)圖 USB 3.0雙總線架構(gòu)圖   通信層和電源管理特性   Standard-A型接口尺寸圖 Standard-A型公口、母口實(shí)物模擬圖 Standard-B型接口尺寸圖 Micro微型接口尺寸圖 線纜結(jié)構(gòu)圖 線纜截面接頭示意圖 USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)接口與線纜樣品

USB常用芯片

低速 IC,傳輸速率1.5MBit/S EM78M612: 16PIN,18PIN,20PIN,24PIN,112 BYTE RAM,2K ROM帶有A/D,EEPROM,PWM功能,有EP0和EP1兩個(gè)端點(diǎn)。EM78M611: 20PIN,24PIN,40PIN,44PIN(QFP),144BYTE RAM ,6K ROM,A/D,EEPROM, PWM功能,有EP0,EP1,EP2三個(gè)端點(diǎn)。全速 IC:傳輸速率12MBit/S EM78M680: 20PIN,24PIN,40PIN,44PIN(QFP),271 BYTE RAM ,6K ROM,A/D,EEPROM, PWM功能,有5個(gè)端點(diǎn)。全速 IC:傳輸數(shù)率12MBIT/S EM77F900: 100PIN;1.3K RAM,16K FLASH,48MHz (1 clocks/cycle);帶A/D,PWM,SPI,USB HUB,BB等功能,有4個(gè)端點(diǎn).   USB控制芯片:CY7C68013,CH375,CP2102, FT232BL, MAX232,TL16C750等  高速IC:傳輸速度480Mbit/s   USB控制芯片:FT2232H,cy7c68013等

USB接口定義

標(biāo)準(zhǔn) USB 接口標(biāo)準(zhǔn) USB 連接器觸點(diǎn)   觸點(diǎn) 功能(主機(jī)) 功能(設(shè)備)

1 VBUS (4.75-5.25 V) VBUS (4.4-5.25 V)

2 D- D-

3 D+ D+

4 接地 接地

USB 信號(hào)使用分別標(biāo)記為 D+ 和 D- 的雙絞線傳輸,它們各自使用 半雙工的差分信號(hào) 并協(xié)同工作,以抵消長導(dǎo)線的電磁干擾。

USB 2.0

USB是英文Universal Serial Bus的縮寫,中文含義是“通用串行總線”。它是一種應(yīng)用在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。早在1995年,就已經(jīng)有個(gè)人電腦帶有USB接口了,但由于缺乏軟件及硬件設(shè)備的支持,這些個(gè)人電腦的USB接口都閑置未用。1998年后,隨著微軟在Windows 98中內(nèi)置了對(duì)USB接口的支持模塊,加上USB設(shè)備的日漸增多,USB接口才逐步走進(jìn)了實(shí)用階段。這幾年,隨著大量支持USB的個(gè)人電腦的普及,USB逐步成為個(gè)人電腦的標(biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)是大勢所趨。在主機(jī)端,最新推出的個(gè)人電腦幾乎100%支持USB;而在外設(shè)端,使用USB接口的設(shè)備也與日俱增,例如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、游戲桿、磁帶和軟驅(qū)、圖像設(shè)備、打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等等。USB設(shè)備之所以會(huì)被大量應(yīng)用,主要具有以下優(yōu)點(diǎn):1、可以熱插拔。這就讓用戶在使用外接設(shè)備時(shí),不需要重復(fù)“關(guān)機(jī)將并口或串口電纜接上再開機(jī)”這樣的動(dòng)作,而是直接在電腦工作時(shí),就可以將USB電纜插上使用。2、攜帶方便。USB設(shè)備大多以“小、輕、薄”見長,對(duì)用戶來說,同樣20G的硬盤,USB硬盤比IDE硬盤要輕一半的重量,在想要隨身攜帶大量數(shù)據(jù)時(shí),當(dāng)然USB硬盤會(huì)是首要之選了。3、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。大家常見的是IDE接口的硬盤,串口的鼠標(biāo)鍵盤,并口的打印機(jī)掃描儀,可是有了USB之后,這些應(yīng)用外設(shè)統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標(biāo)準(zhǔn)與個(gè)人電腦連接,這時(shí)就有了USB硬盤、USB鼠標(biāo)、USB打印機(jī)等等。4、可以連接多個(gè)設(shè)備。USB在個(gè)人電腦上往往具有多個(gè)接口,可以同時(shí)連接幾個(gè)設(shè)備,如果接上一個(gè)有四個(gè)端口的USB HUB時(shí),就可以再連上;四個(gè)USB設(shè)備,以此類推,盡可以連下去,將你家的設(shè)備都同時(shí)連在一臺(tái)個(gè)人電腦上而不會(huì)有任何問題(注:最高可連接至127個(gè)設(shè)備)。但是,為什么又出現(xiàn)了USB2.0呢?它與USB1.1又有何區(qū)別?請(qǐng)別急,下面就會(huì)談到了。

USB2.0規(guī)范使用

注意:本文所說的Mbps乃是“兆位每秒”,并不是我們?nèi)粘S玫?ldquo;兆字節(jié)每秒”。一字節(jié)等于八位。這里有必要先說清楚一下USB2.0規(guī)范的由來。USB2.0技術(shù)規(guī)范是有由Compaq、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC、Philips共同制定、發(fā)布的,規(guī)范把外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸速度提高到了480Mbps,是USB 1.1設(shè)備的40倍!但按照原定計(jì)劃新的USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)只是準(zhǔn)備把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定在240Mbps,后來,經(jīng)過努力將它提高到了480Mbps。由于當(dāng)時(shí)制訂的標(biāo)準(zhǔn)有了變化,USB規(guī)范就產(chǎn)生了三種速度選擇:480Mbps、12Mbps、1.5Mbps。 而2003年6月份,當(dāng)USB2.0標(biāo)準(zhǔn)開始逐漸深入人心之后,USB協(xié)會(huì)重新命名了USB的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn),也許當(dāng)時(shí)USB協(xié)會(huì)的舉措只是為了更好的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而不至于混亂,但也許USB協(xié)會(huì)沒想到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)給閃存盤和MP3市場造成一個(gè)混亂的局面。重新命名了USB標(biāo)準(zhǔn)將原先的USB 1.1改成了USB 2.0 Full Speed(全速版),同時(shí)將原有的USB 2.0改成了USB 2.0 High-Speed(高速版),并同時(shí)公布了新的標(biāo)識(shí)。不言而喻,高速版的USB 2.0速度當(dāng)然超過全速版的USB 2.0。目前USB設(shè)備雖已被廣泛應(yīng)用,但比較普遍的卻是USB1.1接口,它的傳輸速度僅為12Mbps。舉個(gè)例子說,當(dāng)你用USB1.1的掃描儀掃一張大小為40M的圖片,需要半分鐘之久。 這樣的速度,讓用戶覺得非常不方便,如果有好幾張圖片要掃的話,就得要有很好的耐心來等待了。用戶的需求,是促進(jìn)科技發(fā)展的動(dòng)力,廠商也同樣認(rèn)識(shí)到了這個(gè)瓶頸。這時(shí), COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS這7家廠商聯(lián)合制定了USB 2.0接口標(biāo)準(zhǔn)。USB 2.0將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps,比USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)快四十倍左右,速度的提高對(duì)于用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設(shè)備,而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到USB 2.0的線路上,而且無需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。所以,如果你用USB 2.0的掃描儀,就完全不同了,掃一張40M的圖片只需半秒鐘左右的時(shí)間,一眨眼就過去了,效率大大提高。不言而喻,現(xiàn)在市面上不少閃存盤和MP3采用的USB 2.0,其實(shí)就是原來USB1.1的,被USB協(xié)會(huì)命名為Full Speed的USB2.0版本。速度上只有12Mbps,與高速版的480Mbps有很大的差距。而且,USB2.0可以使用原來USB定義中同樣規(guī)格的電纜,接頭的規(guī)格也完全相同,在高速的前提下一樣保持了USB 1.1的優(yōu)秀特色,并且,USB 2.0的設(shè)備不會(huì)和USB 1.X設(shè)備在共同使用的時(shí)候發(fā)生任何沖突。USB 2.0 支持的操作系統(tǒng):Microsoft Windows 7 Microsoft Windows Server 2008 Microsoft Windows vista Microsoft Windows Server 2003 Microsoft WindowsXP(所有版本)Microsoft Windows 2000(確保已安裝最新的服務(wù)包)Microsoft Windows 98SE Microsoft Windows Me   要啟用 USB 2.0:1。系統(tǒng)重啟(或加電)。2。在 POST(加電自檢)過程中按“F2”,進(jìn)入系統(tǒng) BIOS 設(shè)置程序。   3。使用箭頭鍵(向左和向右)選擇“高級(jí)”菜單。4。選擇“USB 配置”并按 <Enter>。   5。啟用“高速 USB”。   6。按“F10”保存并退出 BIOS 設(shè)置程序。 ( 高速 USB 2.0 控制器現(xiàn)在已經(jīng)啟用,在下一次正常啟動(dòng)周期中,操作系統(tǒng)應(yīng)該檢測到新硬件。
 


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