USB系列一:USB技术概念

news2024/10/6 17:21:11

在这里USB的历史就不赘述了,有兴趣可以自己去搜索。也省略掉USB接口的概述,这些都是一些飞技术性的常识性的知识,没必要浪费篇幅和文字来描述。

一、USB总线版本:(从USB1.1说起)

1、USB1.1

1998年9月23日,USB-IF组织对USB1.0总线技术进行了升级,推出了USB1.1总线接口规范。在USB1.1总线规范中,规定了新的全速传输速率(Full-SpeedUSB)为12Mbps

USB1.1总线技术具有如下的典型特征:

a、兼容低速1.5Mbps和全速12Mbps两种速率模式。

b、良好的热插拔特性,在开机的情况下,也可以安全地任意连接或断开USB设备。

c、广泛的操作系统支持,在Windows98及其以上的操作系统都提供了对USB的完整支持,很多USB设备可以直接被识别,例如鼠标、键盘、U盘等。

d、数据传输线缆最大长度为3米。

e、向外可以提供5V的电源,最大输出电流为500mA

f、强大的扩展能力,一个USB接口理论上可以扩展支持127个USB设备

2、USB2.0

USB-IF组织与2000年4月27日公布了USB2.0总线技术规范,其中规定了新的高速传输速率(High-SpeedUSB)为480Mbps,是USB全速的40倍。

USB2.0总线技术具有如下的典型特征:

a、具有480Mbps的高速传输能力,向下兼容低速1.5Mbps和全速12Mbps两种速率模式。

b、继承了良好的热插拔特性,在开机的情况下,也可以安全地任意连接或断开USB设备。

c、广泛的操作系统支持,最新的Windows、Linux操作系统都提供了对USB的完整支持,很多USB设备可以直接被识别,例如鼠标、键盘、U盘、移动硬盘等等。

d、数据传输线缆最大长度为5米。

e、向外可以提供5V的电源,最大输出电流为500mA

f、强大的扩展能力,通过USBHub级连的方式,一个USB接口理论上可以扩展支持127个USB设备

g、支持4种传输方式:控制传输、中断传输、同步传输和块传输

3、USB3.0

于2008年11月17日由USB-IF组织推出。新的USB3.0规范支持全新的超速传输速率(Super-SpeedUSB)为5.0Gbps,提供了十倍于USB2.0的传输速度和更高的节能效率,可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。USB3.0同时还向下兼容USB2.0总线技术,使得用户和设备厂商可以实现平滑过渡。

USB3.0总线技术具有如下的典型特征:

a、提供了更高的5.0Gbps的超速传输速度,并向下兼容低速1.5Mbps、全速12Mbps和高速480Mbps传输速率。

b、向外可以提供5V的电源,最大输出电流为900mA。

c、增加了新的电源管理职能,支持待机、睡眠以及暂定模式,更加省电。

d、全双工数据通信,提供了更快的传输速度。

e、数据传输线缆最大长度为3米。

二、USB规范

1、USB总线技术规范规定了USB的设备类型、数据传输方式和协议等等信息,这是USB芯片制造商和驱动开发商必须遵守,也是USB设备设计者需要了解的。

USB规范标准包括三个部分:

USB基本规范USB设备类规范USBHOST控制器规范。其中USB基本规范描述了USB1.0、USB1.1、USB2.0、USB3.0和USBOTG的协议规范,这是USB芯片厂商重点需要关注的。USBHOST控制器规范则描述了USB主控制器的协议内容,这是USBHOST芯片厂商重点需要关注的。对于一般的USB设备开发者来说,更为关心的是USB设备类规范

常用的USB设备类规范包括如下几项:

语音设备类(AudioDevice):例如麦克风,音箱。

通信设备类(CommunicationsDevice):例如调制解调器Modem。

芯片/智能卡接口设备类(Chip/SmartCardInterfaceDevice):例如USBKey、USBSmartCard等

设备固件更新类(DeviceFirewareUpgrade):用于USB设备自身软件更新。

影像设备(ImageDevice):例如扫描仪、数码相机、打印机。

人机交互设备(HumanInterfaceDevice):如鼠标、键盘、游戏杆等等。

IrDA设备类(IrDABridgeDevice):这个主要是针对红外遥控和数传设备。

存储设备类(MassStorageDevice):例如光驱、U盘、移动硬盘等等。

物理接口设备类(PhysicalInterfaceDevice):如各种数据采集卡。

电源设备类(PowerDevice):这个主要是针对电源控制的设备。

打印机设备类(PrinterClass):这个专门针对各种黑白或彩色打印机,以及照片打印机。

监控设备类(MonitorDevice):例如显示器。

自定义设备类(CustomDevice):依赖于特定需求而开发的USB设备。USB设备类规范描述了典型的USB设备,对于有专门设备类的USB设备,设计者需要严格按照相应的设备类规范来设计,这样才能保证良好的兼容性和通用性。另外,也可以在一个USB设备中实现两个或多个设备类,从而构成复合USB设备。而对于一些用户的特性需求,而可以自由发挥,例如数据采集、USB遥控终端等等。

2、其他USB规范

1.USBOTG

USBOTG技术主要针对的事移动设备之间的互联和数传,其是USBOn-The-Go的缩写。USBOTG技术可以使设备在没有USB主机的情况下进行输出交换,例如通过OTG技术数码相机直接连接到打印机上便可以打印照片,手机通过OTG技术可以直接读取U盘中的文件等等。USBOTG技术包括两个版本,USB全速OTG和USB高速OTG。其中,全速USBOTG也就是USB1.1OTG,其支持12Mbps的传输速率。而高速USBOTG也即是USB2.0OTG,其支持480Mbps的传输速率。

2、无线USB

无线USB,也就是WirelessUSB,简称为WUSB。WUSB是于2004年,在Intel春季技术峰会上提出的一个全新无线传输标准。其竞争目标是蓝牙技术,具有传输速度快、功耗低等诸多优势。WUSB传输速率可达480Mbps,相当于USB2.0高速的传输速率,而且可以在10米内无线传输。这使得设备之间能够摆脱线缆的束缚。典型的无线USB设备包括无线USB鼠标键盘、无线USB网卡和无线USB显示器等等。目前,WUSB技术正在发展和推广阶段,需要更多的芯片厂商提供支持才能在市场上占据一定地位。

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