原创 USB知识

USB的特点:

　　1、使用方便

　　使用USB接口可以连接多个不同的设备,而过去的串口和并口只能接一个设备,因此,从一个设备转而使用另一个设备时不得不关机,拆 下这个,安上那个,开机再使用,USB则为用户省去了这些麻烦,除了可以把多个设备串接在一起之外,USB还支持热插拔。

　　在软件方面,USB设计的驱动程序和应用软件可以自动启动,无需用户做更多的操作,这同样为用户带来极大的方便。

　　USB设备也不涉及IRQ冲突问题。USB口单独使用自己的保留中断,不会同其它设备争用PC机有限的资源,同样为用户省去了硬件配置的烦恼。

　　2、速度够快

　　速度性能是USB技术的突出特点之一。USB接口的最高传输率可达每秒12Mb,比串口快了整整100倍,比并口也快了十多倍。

　　3、连接灵活

　　USB接口支持多个不同设备的串列连接,一个USB口理论上可以连接127个USB设备。连接的方式也十分灵活,既可以使用串行连接,也可以使用中枢转接头(Hub),把多个设备连接在一起,再同PC机的USB口相接。在 USB方式下,所有的外设都在机箱外连接,连接外设不必再打开机箱；允许外设热插拔,而不必关闭主机电源。USB采用 “级联”方式,即每个USB设备用一个USB 插头连接到一个外设的USB插座上,而其本身又提供一个USB插座供下一个USB外设连接 用。通过这种类似菊花链式的连接,一个USB控制器可以连接多达127个外设,而每个外 设间距离(线缆长度)可达5米。USB能智能识别USB链上外围设备的插入或折卸,USB为PC 的外设扩充提供了一个很好的解决方案。

　　4、独立供电

　　普通的使用串口、并口的设备都需要单独的供电系统,而USB设备则不需要,因为USB接口提供了内置电源。U SB电源能向低压设备提供5伏的电源,因此新的设备就不需要专门的交流电源了,从而降低了这些设备的成本并提高了性价比。

　　5、支持多媒体

　　USB提供了对电话的两路数据支持。USB可支持异步以及等时数据传输,使电话可与PC 集成,共享语音邮件及其它特性。USB还具有高保真音频。由于USB音频信息生成于计算机外,因而减小了电子噪音干扰 声音质量的机会, 从而使音频系统具有更高的保真度。

　　6、USB存在的问题

　　尽管在理论上,USB可以实现高达127个设备的串列连接,但是在实际应用中,也许串联3到4个设备就可能导致一些设备失效。而且,实际的USB产品中,只有键盘是有一个输入口、一个输出口的设备,其它的则只有一个输入口而已,根本无法再连接下一个USB设备,所以当前的USB应用中,使用Hub来连接多个USB设备是必需的。

　　另一个问题出在USB的电源上,尽管USB本身可以提供500mA的电力,但一旦碰到高电耗的设备,就会导致供电不足。解决这个问题的办法仍然是使用Hub。因此,配置一个包括键盘、数码相机(摄像机)和扫描仪在内的US B系统,用户还要额外花费七、八百元人民币来购买Hub。另外一个变通的方法,就是串接两个USB设备,对其它的US B设备进行热插拨,不过,这虽然省了钱,却费了事儿。

　　至于产生问题的原因,USB的开发商认为问题不在于USB接口本身,而是由于USB设备的产品不符合标准造成的。我们姑且不去理会谁该负起这个责任,只是要记得,如果现在指望一个USB口上连接127个设备,别忘了买Hub。
USB的优点有以下几条：
USB为所有的USB外设提供了单一的、易于操作的标准的连接类型。这样一来就简化了USB外设的设计，同时也简化了用户在判断哪个插头对应哪个插槽时的任务,实现了单一的数据通用接口。
USB排除了各个设备象鼠标、调制解调器、键盘和打印机设备对去系统资源的需求，因而减少了硬件的复杂性和对端口的占用，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。
USB支持热插拔(hot plug)，也就是说在不关PC的情况下可以安全的插上和断开USB设备，动态的加载驱动程序。其他普通的外围连接标准，如SCSI设备等必须在关掉主机的情况下才能增加或移走外围设备。
USB支持PNP。当插入USB设备的时候，计算机系统检测该外设并且通过自动的加载相关的驱动程序来对该设备进行配置，并使其正常工作。
USB在设备供电方面提供了灵活性。USB直接连接到Hub或者是连接到Host的设备可以通过USB电缆供电，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。
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。
针对不能处理突然发生的非连续传送的设备，如音频和视频设备，USB可以保证其固定带宽。

USB规范中将USB分为五个部分：控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、
                                                   USB 设备以及针对不同USB设备的客户驱动程序。
　　·控制器（Host Controller)　主要负责执行由控制器驱动程序发出的命令。
　　·控制器驱动程序(Host Controller Driver)　在控制器与USB设备之间建立通信信道。
　　·USB芯片驱动程序(USB Driver)　提供对USB的支持。
　　·USB设备(USB Device)　包括与PC相连的USB外围设备，分为两类,一类设备本身可再接其它USB外围设备,另一类设备本身不可再连接其它外围设备,前者称为集线器 (Hub),后者称为设备(Funct ion)。或者说,集线器带有连接其它外围设备的USB端口,而设备则是连接在计算机上用来完成特定功能并符合USB 规范的设备单元。
　　·设备驱动程序(Client Driver Software)　就是用来驱动USB设备的程序，通常由操作系统或USB设备制造商提供。
在USB规范中规定了四种不同的数据传输方式：
　　·等时传输方式(Isochronous)　该方式用来联接需要连续传输数据，且对数据的 正确性要求不高而对时间极为敏感的外部设备，如麦克风、嗽叭以及电话等。等时传输方式以固定的传输速率，连续不断地在主机与USB 设备之间传输数据，在传送数据发生错误时，USB并不处理这些错误，而是继续传送新的数据。
　　·中断传输方式(Interrupt)　该方式传送的数据量很小，但这些数据需要及时处理，以达到实时效果，此方式主要用在键盘、鼠标以及操纵杆等设备上。
　　·控制传输方式(Control)　该方式用来处理主机到USB设备的数据传输。包括设备控制指令、设备状态查询及确认命令。当USB设备收到这些数据和命令后，将依据先进先出的原则处理到达的数据。
　　·批(Bulk)传输方式　该方式用来传输要求正确无误的数据。通常打印机、扫描仪 和数字相机以这种方式与主机联接。
　　随着大量的支持USB的个人电脑的普及以及Windows98的广泛应用，USB逐步成为PC机的一个标准接口已经是大势所趋。最新推出的PC机几乎100％支持USB。另一方面：使用USB接口的设备也在以惊人的速度发展。