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7.3.2?? 通用串行總線USB

USB(Universal Serial Bus)的中文含義是通用串行總線，它是一種新型的外設接口標準。USB以Intel公司為主，并有Compaq、IBM、DEC以及NEC等公司共同開發，于1994年11月制定了第一個草案，1996年2月公布了USB1.0版本，目前，已發展到2.0版本。1997年，微軟在Windows97中開始外掛模塊形式提供對USB的支持，1998年后，隨著在 Windows 98中內置了對USB接口的支持模塊，加上USB設備日益增多，USB逐漸流行起來。

1. USB傳輸類型

USB傳輸類型，實質是USB數據流類型，這是一個問題的兩個方面。首先，從管理USB系統軟件的角度來描述USB數據流類型的作用，然后，再討論相應的傳輸類型的特點。

USB數據流類型：USB支持控制信號流、塊數據流、中斷數據流、實時數據流等4種數據類型。控制信號流的作用是：當USB設備加入系統時，USB系統軟件與設備之間建立起控制信號流來發送控制信號，這種數據不允許出錯或丟失。塊數據流通常用于發送大量數據。中斷數據流是用于傳輸少量隨機輸入信號的，它包括事件通知信號、輸入字符或坐標等，它們應該以不低于USB設備所期望的速率進行傳輸。實時數據流用于傳輸連接的固定速率的數據，它所需的帶寬與所傳輸數據的采樣率有關。因為實時數要求固定速率和低延時，USB系統專門對此進行了特殊設計，盡量保持低誤碼率和較大的緩沖區。

與USB數據流類型對應，USB有4種基本的傳輸類型，它們是：

(1) 控制傳輸

控制(Control)傳輸是雙向的，它的傳輸有2～3個階段：Setup階段，Data階段(可有可無)和Status階段。在Setup階段，主機送命令給設備；在Data階段，傳輸的是Setup階段所設定的數據；Status階段，設備返回握手信號給主機。

USB協議規定每一個USB設備必須要用端點0來完成控制傳送，它用在當USB設備第一次被USB主機檢測到時和USB主機交換信息。提供設備配置、對外設設定、傳送狀態這類雙向通信。傳輸過程中若發生錯誤，則需重傳。

Control傳輸主要是作配置設備用的，也可以作設備的其他特殊用途。例如，對數字相機設備，可以傳送暫停、繼續、停止等控制信號。

(2) 批傳輸

批(Bulk)傳輸可以是單向，也可心是雙向。它用于傳送大批數據，這種數據的時間性不強，但要確保數據的正確性。在包的傳輸過程中，出現錯誤，則重傳。其典型的應用是掃描儀，打印機，靜態圖片輸入。

(3) 中斷傳輸

中斷(Interrupt)傳輸是單向，且僅輸入到主機，它用于不固定的、少量的數據傳送。當設備需要主機動性為其服務時，向主機發送此類信息以通知主機，像鍵盤、鼠標之類的輸入設備采用這種方式。USB的中斷是Polling(查詢)類型。主機要頻繁地請求端點輸入。USB設備在滿速情況下，其端點Polling周期為1～255ms；對于低速成情況，Polling周期為10～255ms。因此，最快的Polling頻率是1kHz。在信息的傳輸過程中，如果出現錯誤，則需將在下一個Polling中重傳。

(4) 等時傳輸

等時(Isochronous)(同步)傳輸可以單向也可以雙向，用于傳送邊連續性、實時的數據。這種方式的特點是要求傳輸速率固定(恒定)，時間性強，忽略傳送錯誤，即傳輸中數據出錯也不重傳。因為這樣會影響傳輸速率。傳送的最大數據包是1024B/ms。視頻設備、數字聲音設備和數字相機采用這種方式。

2. USB的主要特點

(1) 用一種連接器類型連接多種外設

USB對連接設備沒有任何種類的限制，僅提出了準則和帶寬上界。USB統一的4針插頭，取代了機箱后種類繁多的串/并口插頭，實現了將計算機常規I/O設備、多媒體設備(部分)、通信設備(電話、網絡)以及家用電器統一為一種接口的愿望。

(2) 用一個接口連接大量的外設

USB采用星形層式結構和Hub技術，允許一個USB主控機可以連接多達127個外設，用戶不用擔心要連接的設備數目會受到限制。兩個外設間的距離(電纜長度)可達5m，擴展靈活。

(3) 連接簡單快速

USB能自動識別USB系統中設備的接入或移走，真正做到即插即用；USB支持機箱外的熱插拔連接，設備連到USB時，不必打開機箱，也不必關閉主機電源。

(4) 總線提供電源

一般的串口/并口設備都需要自備專門的供電電源，而USB能提供+5V，500mA的電源，供低功耗設備(如鍵盤、鼠標和MODEM等)作電源使用，免除了這些設備必須自帶電源的麻煩。同時，USB采用APM(Advanced Power Management)技術，使系統能源得到節省。

(5) 速度加快了

USB設備有兩種速度，高速(全速)為12Mb/s，低速是1.5Mb/s。這意味著USB的最高傳輸率比普通的串口快了100倍，比普通并口也快了十多倍。

USB也存在一些問題，例如，盡管理論上，USB可允許多層連接127個設備，但實際應用中，連接到3到4個設備就可能導致一些設備失效；又如，USB雖可以提供500mA的電流，但一遇到高功能的設備，就會導致供電不足等。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的通用串行总线USB的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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