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串行數(shù)據(jù)線的一個總結(jié)和概述

作者: 時間:2016-12-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
USB
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,是一個外部總線標準,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。
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
USB2.0的最高傳輸速率為480Mbps,即60MB/s。不過,大家要注意這是理論傳輸值,如果幾臺設(shè)備共用一個USB通道,主控制芯片會對每臺設(shè)備可支配的帶寬進行分配、控制。
USB2.0 High Speed:理論速度是480Mbps,對應(yīng)之前的USB2.0;隨著現(xiàn)在影音、軟件、游戲等數(shù)據(jù)的增大,隨便一個電影都要達到700MB以上,DVD畫質(zhì)的至少1.4GB,更不要談高達25G左右的藍光電影了。USB2.0的理論傳輸速度為480MBPS,注意這個單位是兆位每秒而已,換算過來也就是60MB/s,而由于芯片、固件版本、電腦硬件等的制約,能超過30MByte/S的USB設(shè)備沒有多少。
一、USB與IEEE1394的相同點主要有哪些?
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、鼠標與麥克風等低速設(shè)備,而IEEE1394可以使用3.2Gbps,可以用來連接數(shù)碼相機、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在連接時必須至少有一臺電腦,并且必須需要HUB來實現(xiàn)互連,整個網(wǎng)絡(luò)中最多可連接127臺設(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IEEE1394網(wǎng)絡(luò),也就是說在用IEEE1394實現(xiàn)了63臺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)備進行增減時自動重設(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)用于各個方面,幾乎每臺PC主板都設(shè)置了USB接口,USB2.0也會進一步加大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。
USB3.0
USB 3.0簡要規(guī)范如下:
·提供了更高的每秒4.8Gb傳輸速度
·對需要更大電力支持的設(shè)備提供了更好的支撐,最大化了總線的電力供應(yīng)
·增加了新的電源管理職能
·全雙工數(shù)據(jù)通信,提供了更快的傳輸速度
·向下兼容USB 2.0設(shè)備
μPD720200符合USB 3.0規(guī)范Revision 1.0版本,支持USB 3.0 Super-Speed(5Gbps)和High-Speed(480Mbps)以及Full-Speed(12Mbps),并向下兼容USB 2.0/1.1標準。該芯片支持PCI Express 2.0總線,工作電壓3.3V或1.05V,176pin FBGA封裝,封裝面積10x10mm。
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)域包括個人計算機、消費及移動類產(chǎn)品的快速同步即時傳輸。
PCI
PCI(Peripheral Component Interconnect)
一種由英特爾(Intel)公司1991年推出的用于定義局部總線的標準。此標準允許在計算機內(nèi)安裝多達10個遵從PCI標準的擴展卡。最早提出的PCI總線工作在33MHz頻率之下,傳輸帶寬達到133MB/s(33MHz * 32bit/s),基本上滿足了當時處理器的發(fā)展需要。隨著對更高性能的要求,后來又提出把PCI 總線的頻率提升到66MHz,傳輸帶寬能達到266MB/s。1993年又提出了64bit的PCI總線,稱為PCI-X,目前廣泛采用的是32-bit、33MHz或者32-bit、66MHz的PCI 總線,64bit的PCI-X插槽更多是應(yīng)用于服務(wù)器產(chǎn)品。從結(jié)構(gòu)上看,PCI是在CPU和原來的系統(tǒng)總線之間插入的一級總線,具體由一個橋接電路實現(xiàn)對這一層的管理,并實現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。管理器提供信號緩沖,能在高時鐘頻率下保持高性能,適合為顯卡,聲卡,網(wǎng)卡,MODEM等設(shè)備提供連接接口,工作頻率為33MHz/66MHz。
PCI的優(yōu)缺點
優(yōu)點:總線結(jié)構(gòu)簡單、成本低、設(shè)計簡單。缺點也比較明顯, 并行總線無法連接太多設(shè)備,總線擴展性比較差,線間干擾將導致系統(tǒng)無法正常工作;當連接多個設(shè)備時,總線有效帶寬將大幅降低,傳輸速率變慢;為了降低成本和盡可能減少相互間的干擾,需要減少總線帶寬,或者地址總線和數(shù)據(jù)總線采用復用方式設(shè)計,這樣降低了帶寬利用率。 PCI E總線是為將來的計算機和通訊平臺定義的一種高性能,通用I/O互連總線。xpress
PCIE
繼PCI (個人計算機擴展總線接口規(guī)范)之后的規(guī)范。2002年7月23日,PCI-SIG 正式公布了PCI Express 1.0規(guī)范,并于2007年初推出2.0規(guī)范(Spec 2.0),將傳輸率由PCI Express 1.1的2.5GB/s提升到5GB/s;目前主流的顯卡接口都支持PCI-E 2.0。PCI 屬于并行傳輸方式,即使用多條信號線同時并行傳輸多位數(shù)據(jù),但 PCI Express 采用的是每次 1 位的串行傳輸方式,其最高數(shù)據(jù)傳輸速度為 8Gbit / s ,最大電纜長度 3m 。開發(fā)階段的代號是 3GIO
與PCI總線相比,PCI Express總線主要有下面的技術(shù)優(yōu)勢:
1) 是串行總線,進行點對點傳輸,每個傳輸通道獨享帶寬。
2) PCI Express總線支持雙向傳輸模式和數(shù)據(jù)分通道傳輸模式。其中數(shù)據(jù)分通道傳輸模式即PCI Express總線的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道連接,x1單向傳輸帶寬即可達到250MB/s,雙向傳輸帶寬更能夠達到500MB/s,這個已經(jīng)不是普通PCI總線所能夠相比的了。
3) PCI Express總線充分利用先進的點到點互連、基于交換的技術(shù)、基于包的協(xié)議來實現(xiàn)新的總線性能和特征。電源管理、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、熱插拔支持、數(shù)據(jù)完整性、錯誤處理機制等也是PCI Express總線所支持的高級特征。
4) 與PCI總線良好的繼承性,可以保持軟件的繼承和可靠性。PCI Express總線關(guān)鍵的PCI特征,比如應(yīng)用模型、存儲結(jié)構(gòu)、軟件接口等與傳統(tǒng)PCI總線保持一致,但是并行的PCI總線被一種具有高度擴展性的、完全串行的總線所替代。
5) PCI Express總線充分利用先進的點到點互連,降低了系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計的復雜性和難度,從而大大降低了系統(tǒng)的開發(fā)制造設(shè)計成本,極大地提高系統(tǒng)的性價比和健壯性。從下面表格可以看出,系統(tǒng)總線帶寬提高同時,減少了硬件PIN的數(shù)量,硬件的成本直接下降。
SATA
SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment(串行高級技術(shù)附件,一種基于行業(yè)標準的串行硬件驅(qū)動器接口),是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范,在當年的IDF Fall 大會上,Seagate宣布了Serial ATA 1.0標準,正式宣告了SATA規(guī)范的確立。Sata2.0支持1.3Gb/s傳輸速率,在SATA2.0擴展規(guī)范中,3Gb/s被提到的頻率最高。由于SATA使用8bit/10bit編碼,所以3Gb/s等同于375MB/s的接口速率。
eSATA
External Serial ATA的略稱,是為面向外接驅(qū)動器而制定的Serial ATA 1.0a的擴展規(guī)格。雖然規(guī)模比較小,但已經(jīng)有相對應(yīng)的產(chǎn)品在市面流通。
eSATA的優(yōu)勢
和常見的USB2.0和IEEE1394兩種常見外置接口相比,eSATA最大的優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸能力。eSATA的理論傳輸速度可達到1.5Gbps或3Gbps,遠遠高于USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在實際測試中,從電腦中復制一個1.36GB大小的文件到采用不同接口的外置存儲設(shè)備中,eSATA接口的設(shè)備所耗費的時間遠低于USB2.0或IEEE 1394設(shè)備,速度快了近一倍。隨著eSATA的出現(xiàn),外置接口的傳輸率也首次遠遠大于了硬盤等設(shè)備的內(nèi)部傳輸率。
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