USB接口介绍（上）

lchjczw 2012-03-15

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USB 2.0的三叉戟标志

通用串行总线(Universal Serial Bus, USB）通用串行总线是连接外部设备的一个串口总线标准，在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准（On-The-Go)使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。USB由Intel、Microsoft、Compaq、IBM、NEC等几家大厂商发起。

起因

Intel公司开发的通用串行总线架构(USB)的目的主要基于以下三方面考虑：

(一)计算机与电话之间的连接

(二)易用性

(三)端口扩充

简介

USB最初是由英特尔与微软公司倡导发起，其最大的特点是支持热插拔（Hot plug）和即插即用 (Plug&Play)。当设备插入时，主机枚举（enumerate）此设备并加载所需的驱动程序，因此使用远比PCI和ISA总线方便。

USB速度比平行埠并联总线（Parellel Bus，例如EPP、LPT）与串联埠总线（Serial Port，例如RS-232）等传统电脑用标准总线快上许多。原标准中USB 1.1 的最大传输带宽为 12Mbps，USB 2.0 的最大传输带宽为 480Mbps。

USB的设计为非对称式的，它由一个主机（host）控制器和若干通过hub设备以树形连接的设备组成。一个控制器下最多可以有5级hub，包括Hub在内，最多可以连接127个设备，而一台计算机可以同时有多个控制器。和SPI-SCSI等标准不同，USB hub不需要终结器。

到2005年显示器和高清晰度数字视频外设是仅有的USB未能染指的外设类别，因为他们需要更高的传输速率。

现标准中将UBS统一为USB2.0,分为：

High-speed，传输速率25Mbps～400Mbps(最大480Mbps)；
Full-speed ，传输速率500Kbps～10Mbps(最大12Mbps）；
Low-speed，传输速率10Kbps～100Kbps(最大1.5Mbps）

标准

USB Implementers Forum (USBIF)负责USB标准制订，其成员包括苹果电脑、惠普、NEC、Microsoft和Intel。

USBIF于2001年底公布了2.0规范，之前还有0.9、1.0、和1.1，他们都是完全向后兼容的。On-The-Go Supplement to the USB 2.0 Specification的当前版本是1.0a。

USB的连接器分为A、B两种，分别用于主机和设备；其各自的小型化的连接器是Mini-A和Mini-B，另外还有Mini-AB的插口。

历史

USB

USB 1.0 FDR: 1995年11月释出,同一年苹果公司发布IEEE 1394标准，就是著名的火线接口.
USB 1.0: 1996年1月释出。
USB 1.1: 1998年9月释出。
USB 2.0: 2000年4月释出。这一标准的主要特性就是高速（理论值480Mbps）。这是当前版本。
USB 2.0: 2002年12月修订。加入三个不同速度标准, 允许所有USB2.0兼容所有标准的USB设备包括1.1和1.0。这使得标准能够向后兼容，但是增加了不察看标记来计算设备吞吐量的难度。

USB On-The-Go Supplement

USB On-The-Go Supplement 1.0: 2001年12月发布
USB On-The-Go Supplement 1.0a: 2003年6月发布，即当前版本

技术指标

目前USB支持3种数据信号速率，USB设备应该在其外壳或者有时是自身上正确标明其使用的速率。USB-IF进行设备认证并为通过兼容测试并支付许可费用的设备提供基本速率（低速和全速）和高速的特殊商标许可。

1.5 Mbit/s (183 KByte/s) 的低速速率，主要用于人机接口设备（Human Interface Devices ，HID）例如键盘、鼠标、游戏杆。
12 Mbit/s (1.4 MByte/s)的全速速率，在USB 2.0之前是曾经是最高速率，后起的更高速率的高速接口应该兼容全速速率。多个全速设备间可以按照先到先得法则划分带宽；使用多个等时设备时会超过带宽上限也并不罕见。所有的USB Hub支持全速速率。
480 Mbit/s (57 MByte/s)的高速速率。并非所有的USB 2.0设备都是高速的。高速设备插入全速hub时应该与全速兼容。而高速hub具有所谓Transaction Translator(事务翻译器)功能，能够隔离全速、低速设备与高速之间数据流，但是不会影响供电和串联深度。