USB接口介紹（上）

起因

Intel公司開發(fā)的通用串行總線架構(USB)的目的主要基于以下三方面考慮：

(一)計算機與電話之間的連接

(二)易用性

(三)端口擴充

簡介

USB最初是由英特爾與微軟公司倡導發(fā)起，其最大的特點是支持熱插拔（Hot plug）和即插即用(Plug&Play)。當設備插入時，主機枚舉（enumerate）此設備并加載所需的驅(qū)動程序，因此使用遠比PCI和ISA總線方便。

USB速度比平行埠并聯(lián)總線（Parellel Bus，例如EPP、LPT）與串聯(lián)埠總線（Serial Port，例如RS-232）等傳統(tǒng)電腦用標準總線快上許多。原標準中USB 1.1 的最大傳輸帶寬為 12Mbps，USB 2.0 的最大傳輸帶寬為 480Mbps。

USB的設計為非對稱式的，它由一個主機（host）控制器和若干通過hub設備以樹形連接的設備組成。一個控制器下最多可以有5級hub，包括Hub在內(nèi)，最多可以連接127個設備，而一臺計算機可以同時有多個控制器。和SPI-SCSI等標準不同，USB hub不需要終結器。

到2005年顯示器和高清晰度數(shù)字視頻外設是僅有的USB未能染指的外設類別，因為他們需要更高的傳輸速率。

現(xiàn)標準中將UBS統(tǒng)一為USB2.0,分為：

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

標準

USBImplementers Forum (USBIF)負責USB標準制訂，其成員包括蘋果電腦、惠普、NEC、Microsoft和Intel。

USBIF于2001年底公布了2.0規(guī)范，之前還有0.9、1.0、和1.1，他們都是完全向后兼容的。On-The-Go Supplement to the USB 2.0 Specification的當前版本是1.0a。

USB的連接器分為A、B兩種，分別用于主機和設備；其各自的小型化的連接器是Mini-A和Mini-B，另外還有Mini-AB的插口。

歷史

USB

• USB 1.0 FDR: 1995年11月釋出,同一年蘋果公司發(fā)布IEEE1394標準，就是著名的火線接口.
• USB 1.0: 1996年1月釋出。
• USB 1.1: 1998年9月釋出。
• USB 2.0: 2000年4月釋出。這一標準的主要特性就是高速（理論值480Mbps）。這是當前版本。
• USB 2.0: 2002年12月修訂。加入三個不同速度標準, 允許所有USB2.0兼容所有標準的USB設備包括1.1和1.0。這使得標準能夠向后兼容，但是增加了不察看標記來計算設備吞吐量的難度。

USB On-The-Go Supplement

• 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，即當前版本

技術指標

目前USB支持3種數(shù)據(jù)信號速率，USB設備應該在其外殼或者有時是自身上正確標明其使用的速率。USB-IF進行設備認證并為通過兼容測試并支付許可費用的設備提供基本速率（低速和全速）和高速的特殊商標許可。

• 1.5Mbit/s(183KByte/s) 的低速速率，主要用于人機接口設備（Human Interface Devices ，HID）例如鍵盤、鼠標、游戲桿。
• 12 Mbit/s (1.4MByte/s)的全速速率，在USB 2.0之前是曾經(jīng)是最高速率，后起的更高速率的高速接口應該兼容全速速率。多個全速設備間可以按照先到先得法則劃分帶寬；使用多個等時設備時會超過帶寬上限也并不罕見。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設備都是高速的。高速設備插入全速hub時應該與全速兼容。而高速hub具有所謂Transaction Translator(事務翻譯器)功能，能夠隔離全速、低速設備與高速之間數(shù)據(jù)流，但是不會影響供電和串聯(lián)深度。

機械和電氣標準

標準USB接口

USB標準A、 B插頭及其觸點(未按比例繪制)

USB信號使用分別標記為D+和D-的雙絞線傳輸，它們各自使用半雙工差分信號并協(xié)同工作，以抵消長導線的電磁干擾，

Mini USB接口