usb的传输理论与制作.pptx

1 一、USB产生目的 USB(Universal Serial Bus)的中文名称是“通用串行总线”，它是由英特尔、康柏、惠普、郎讯、飞利浦、NEC七家重量级的IT厂商共同提出并参与研发的。作为当时的一种全新总线标准，USB的设计目的是为了个人电脑与外围设备提供一个通用、简易的接口。 第1页/共21页 第一页，编辑于星期日：七点 二十四分。 2 二.USB发展历程 1.早在1994年、Intel、Digital、IBM、Microsoft、NEC等几家世界著名的计算机和通讯公司成立了USB论坛。 2.1995年11月正式制定了USB0.9通用串行总线规范。 3.USB1.0标准于1996年正式发布，但性能平平（1.5Mbit/s）当时的主流操作系统。WIN95无法支持USB1.0也是一个致命的原因，就是这些原因令USB1.0没有获得成功。 4.1998推出的USB1.1的传输速率为12Mbytes/s=1.5MB/s。USB1.1友好易用的界面也是它走向成功的原因之一，它第一次真正实现了plug-and-plug(即插即用)的功能，无须得新启动，而且大部分设备免去了复杂的驱动安装。Intel就在其芯片中集成了1.1标准的USB控制器。 5.USB2.0标准于2004年4月正式出台，它的速率一举提高到原来的USB1.1的40倍—480Mbit/s的速率，USB2.0继承了前辈的所有优点，而且接口与1.1完全相同，拥有向前、向后双向兼容性，即1.1的设备可用于2.0接口，2.0的设备可用于1.1接口。 三.USB特点 1.外设的安装十分简单，所有的USB外设利用“ONE-SIZE-FITS-ALL”连接器都可简单方便地连接入计算机中，安装过程高度自动化，既不必打开机箱插入插卡，又不必考虑资源分配，也不用关掉计算机电源（热插拔）。 第2页/共21页 第二页，编辑于星期日：七点 二十四分。 3 2.对一般外设有足够的带宽和连接距离。USB允许两种数据传送速度规格。低速传送为1.5Mbps,全速传送为12Mbps。全速传送时，结点间连接距离为5m,连接使用的4芯电缆（电源2条，信号线2条）。该速率与一个标准的串行端口相比，大约快出100倍，与一个标准的并行端口相比，也快出近10倍。因此，USB能支持高速接口（例如ISDN、PRI、T1），使用户拥有足够的带宽供新的数字外设使用。 图3-2 USB的电缆 USB的高速信号的比特率定为12Mbps;480Mbps 低速信号传送的模式为1.5Mbps; 低速模式需要更少的EMI保护。两种模式可在用同一USB总线传输的情况下自动地动态切换。因为过多的低速模式的使用将降低总线的利用率，所以该模式只支持有限低带宽的设备（如鼠标）。时钟被调制后与差分数据一同被传送出去，时钟信号被转换成NRZI码，并填充了比特以保证转换的连续性，每一数据包中附有同步信号以使得收方可还原出原时钟信号。 电缆中包括VBUS、GND二条线，向设备提供电源。VBUS使用+5V电源。USB对电缆长度的要求很宽，最长可为几米。通过选择合适的导线长度以匹配 第3页/共21页 第三页，编辑于星期日：七点 二十四分。 4 指定的IR drop和其它一些特性，如设备能源瞀和电缆适应度。为了保证足够的输入电压和终端阻抗。重要的终端设备应位于电缆的尾部。在每个端口都可检测终端是否连接或分离，并区分出高速，或低速设备。 3.支持多设备连接，减少了PC机I/O接口数量。利用菊花链的形式对端口加以扩展，最多可在一台计算机上同时支持127种设备，避免了PC上插槽数量对扩弃外设的限制。 4.提供内置电源。USB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。 USB接口提供5V 和200ma电流 Imax=500mA pc=500ma,笔记本100ma 5.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。 第4页/共21页 第四页，编辑于星期日：七点 二十四分。 5 6.具有高保真音频。由于USB音频信息生成计算机外，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。 四.USB的数据传输方式 1.等时传输方式：该方式可以用于对时间非常敏感、需要连续传输数据，并且对数据正确性要求不高的USB设备，如麦克风、音箱等。在这种方式下传输发生错误时，USB并不会处理这些错误，而是继续传送后面的数据。 2.中断传输方式：该方式可以用于传送数据量小但需要实时处理数据的USB