標題: USB的相關(guān)知識介紹 [打印本頁] 作者: jialinx 時間: 2015-9-13 16:52 標題: USB的相關(guān)知識介紹 最近因為工作的關(guān)系，需要對 USB 設(shè)備有點了解。只好重新拿起已經(jīng)放下了近10年的編程書籍，再次慢慢學(xué)習(xí)。
想當年 USB 設(shè)備剛剛問世的時候，我是很不看好這個系統(tǒng)總線類型。心想現(xiàn)有的串口最少3根線，多到25根數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)傳輸速率也就只有150k BPS。而只有4根線的USB速度能夠高到何處？并且在一根線上串接那么多設(shè)備。因此上很不看好這個接口形式，認定這個接口只能用作一些低速的外設(shè)，不會有很大的發(fā)展前途。這些在今天看來，真的是很看走眼了。如今的USB技術(shù)標準已經(jīng)發(fā)展到了USB3.0，使用該接口的設(shè)備多如牛毛，并且其速度也遠非昔日可比，真是不得不刮目相看了。
從USB設(shè)備問世以來，真的從來沒有好好的觀察過這個小小的接口到底是如何具有這么大的魅力。而這些年來，自己的主要工作也集中在管理方面，很少再接觸具體的技術(shù)方向了。現(xiàn)在能夠再次集中精力看這個，真是很不容易。從工作的過程來看，要想年輕時投入一樣多的精力，真的很難很難，不只是手頭的事情雜，而更多的是身體無法支撐。就連持續(xù)看1-2小時的資料，就明顯覺得有點暈暈的，無法再理解其中的深層次細節(jié)了。好在休息一會兒還能繼續(xù)。不能不服老啊。
要能夠看好一項技術(shù)的未來發(fā)展方向真的很難。至少從10年前看USB接口這個事情來看，我的觀點是錯了。而對于今后的電子產(chǎn)品或技術(shù)的發(fā)展，有如藍牙技術(shù)，光伏技術(shù)，MEMS產(chǎn)品等今后是否能夠發(fā)揚光大，還是看不很準。包括在電子業(yè)界的著名的摩爾定律，在近些年技術(shù)發(fā)展的情況下，也有點慢慢的偏離了。這說明什么了呢？技術(shù)在不斷的進步，就會不斷有新的應(yīng)用和新的發(fā)現(xiàn)，這些是無法完全預(yù)知的。如果要作技術(shù)，只有不斷地更新自己的知識結(jié)構(gòu)才能不落伍，才能跟進時代的發(fā)展。當然，也可能已經(jīng)處在科技的最前沿了。這只是自我安慰安慰了。 作者: jialinx 時間: 2015-9-13 16:52
前面寫了半天，其實與USB技術(shù)本身無關(guān)的東西，而只是自己的一些感慨罷了。這里就對USB做一點簡單的介紹。
1, USB是什么?
Universal Serial Bus，就是通用串行總線。大家如果接觸過計算機，大都會看到計算上有很多各種各樣的端口，我們可以插一些連線上去。比如，鼠標，U盤等。這些計算機的端口的類型很多，常見的有與顯示器連接的VGA接口或DVI接口，鍵盤，鼠標的圓形PS/2接口，聲卡上的喇叭，麥克風插孔等，另外剩下最多的就是USB端口了。
一般的USB口包括計算機端和USB設(shè)備端的接口。在計算機端大都為方形，在設(shè)備一段就有各種不同型號的端口。如數(shù)碼相機，打印機，掃描儀，MP3/MP4等上面的USB接口，形式都不相同。
2. USB線
將計算機主機與USB設(shè)備相連接的電纜，就是通常說的USB線。根據(jù)實際設(shè)備的不同，其兩端的端口形式各異。近年來有人提倡統(tǒng)一一種形式，方便使用。這個在短期內(nèi)各家的利益分配不均的情況下，還很難統(tǒng)一。因此可能在每家都會有很多各種不同類型的USB電纜，結(jié)果就在電腦上連接的密如蛛網(wǎng)一般。
3, USB 系統(tǒng)的構(gòu)成
我們通常看到的是采用USB接口與計算機系統(tǒng)相連接的設(shè)備，簡稱 USB 設(shè)備，如MP3，USB鼠標，掃描儀，鍵盤，讀卡器，U盤，Usb加密狗(銀行提供的)等。對于一個USB系統(tǒng)來說，USB只是一種設(shè)備與計算機通訊的連接方式，就好像我們要從深圳羅湖火車站去世界之窗一樣，地鐵是一種選擇，汽車是一種選擇，你也可走過去，或者自己騎車過去。這些方式都是手段，就好像可以通過USB口將鼠標與電腦連接，也可以通過PS口連接，也可以通過一般的串行口連接一樣。如果將USB與串口相比，就好像是你做地鐵與你走路過去一樣。USB提供了一種高速的通訊手段。
說到這里，我們看到的只是USB設(shè)備端，而在計算機的一端，同樣有一個控制的方式，這就是主機控制器。對于USB系統(tǒng)來說，至少包括了主機和設(shè)備，通過USB的方式連接，才構(gòu)成了USB系統(tǒng)。我們平時看到的用PC做主機的USB系統(tǒng)最多，實際上還有其它類型的USB系統(tǒng)，如目前流行的能夠直接播放U盤上視頻的電視機以及DVD播放器，能夠插入U盤的MP4播放器等等，只要能夠與USB設(shè)備連接，都是USB主機。
4. USB設(shè)備
在前面的介紹中，還有另外一類特殊的USB設(shè)備，大家會經(jīng)常用到。這就是用來擴展USB端口數(shù)量的設(shè)備 - HUB，中文名字叫做集線器。意思是將多個設(shè)備的總線集中在一起，然后與上一級相連接。在 USB 協(xié)議中，USB系統(tǒng)包括一個 USB 控制器，一個根集線器，以及眾多可以多至127個的USB設(shè)備。不過這些設(shè)備可以是一個具體功能的應(yīng)用，如鼠標，也可以是另一個集線器，進而與其它設(shè)備相連接。
在USB 協(xié)議中，最多允許連接5級HUB，每個連接的電纜長度不超過5m。這樣USB延長線的最大延長能力就知道了。當連接級數(shù)太多時，無法保證信號的完整程度，從而造成連接失效。
5. 其它非正常的USB應(yīng)用
目前大家都在用手機，可能很多人都會注意到，自己的手機充電器其實就是一個USB數(shù)據(jù)線，這樣就可以不用帶專用的充電器，在有電腦的地方，就可以給手機進行充電。這已經(jīng)是USB借口的一個非正常應(yīng)用了。按照USB的規(guī)范，對于每個USB端口，可以提供最大到500mA的供電電流，但是如果考慮到多個端口都使用這么大電流，會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此大部分設(shè)備都會限制使用USB進行充電時的充電電流在100mA左右，最大也不超過300mA，以保護系統(tǒng)的安全。當然，如果采用帶有自供電能力的USB HUB，則可另當別論。
小結(jié)
從USB的一般常識上，可能知道這些就夠了。如果想知道USB設(shè)備在Windows系統(tǒng)中如何工作，則必須進入另外一個話題，那就是 Windows 操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序工作原理了。那個話題實在太專業(yè)了，慢慢學(xué)習(xí)，慢慢介紹。