USB基礎知識培訓ppt課件.ppt

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1、USB基礎知識培訓講師：XXX日期：2019.03.07摘要1USB的產(chǎn)生背景2USB的特點3USB的發(fā)展歷史和前景4USB規(guī)范5USB系統(tǒng)的描述6USB系統(tǒng)的分層7USB信號8USB事務處理1USB的產(chǎn)生背景PC誕生20年來，其外設一直局限于在最常用的鼠標器和打印機而已，這兩種外設普遍用到接口的就是串行接口和并行接口。串行接口通常又被簡稱為串口，英文標識為Serial或COM；并行接口也被簡稱為并口，英文標識為Parallel或LPT、PRN。串口可以達到115Kbps~230Kbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，這個端口一般被用來連接鼠標和Modem等；而并口的數(shù)據(jù)傳輸率能達到1Mbps左右，

2、一般被用來連接打印機、掃描儀等對速率要求較高的外設。在USB產(chǎn)生之前，外設與PC機的通信主要是通過PC機主板所提供的各種接口來實現(xiàn)的，如ISA接口、PCI接口、PS/2接口、串行接口、并行接口等。這些老式接口最初是IBM公司在20世紀80年代早期設計提出的，有很多缺陷：（1）非共享式接口，只支持單個外設的連接（2）接口體積龐大，不利于PC機外設的小型化（3）接口規(guī)格不一，連接不方便（4）接口為傳統(tǒng)的I/O模式，外設被映射為CPU的I/O地址空間，分配一個指定的IRQ或者是一個DMA通道。會帶來I/O地址沖突或指定的IRQ已被其他的外設占用等問題。為克服以上缺陷PC機制造商和用戶迫切需

3、要一種新型的外設連接方式。這時USB應運而生。USB通用串行總線（UniversalSerialBus）是用于將適用USB的外圍設備連接到主機的外部總線結構，其主要是用在中速和低速的外設。USB是由COMPAQ、DIGITAL、IBM、INTEL、MICROSOFT、NEC以及NorthernTelecom七家公司共同開發(fā)的一種新的外設連接技術.這一技術將最終解決對串行設備和并行設備如何與計算機相連的爭論，大大簡化計算機與外設的連接過程。USB是通過PCI總線和PC的內部系統(tǒng)數(shù)據(jù)線連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。USB同時又是一種通信協(xié)議，他支持主系統(tǒng)(host)和USB的外圍設備(devic

4、e)之間的數(shù)據(jù)傳送。上圖串口和并口存在識別上的問題。上圖是目前典型的主板集成擴展口的示意圖，我們可以看到，并口是25孔D型的接口，而串口是兩個9針的接口。而USB接口則是同一的扁形接口。可以明顯地看出，串口和并口在數(shù)據(jù)傳輸速度上并沒有優(yōu)勢。更為致命的是，每個串口或并口上只能連接一個設備，而通常一臺電腦只具有兩個串口和一個并口。所以，它們都具有擴展能力差的先天不足。另外，雖然現(xiàn)在很多串行/并行設備都可以實現(xiàn)PNP(Plug&&Play，即插即用)，但熱插拔仍然是個危險的動作。而USB正是為了解決速度、擴展能力和易用性這三個問題而提出的低成本解決方案。1994年，Intel、Compaq

5、、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Nortel等7家計算機和通訊廠為了解決上述的問題，聯(lián)合成立了USB論壇，并于1995年11月正式制訂了USB0.9通用串行總線（UniversalSerialBus）規(guī)范，用于形成統(tǒng)一的PC外設接口標準。而USB1.1是目前支持USB的計算機與外設上普遍采用的標準，它提供全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)的兩種速率來適應各種不同類型的外設。具體而言，使用USB接口，您可以將各種不同的設備使用“菊花鏈”方式連接在PC上，并且最大可支持多至127個設備，加上即插即用以及熱插拔，與古老的串口以及并口相比，在使用上方便了許多。

6、2USB的特點1.USB為所有的USB外設提供了單一的、易于操作的標準的連接類型。這樣一來就簡化了USB外設的設計，同時也簡化了用戶在判斷哪個插頭對應哪個插槽時的任務，實現(xiàn)了單一的數(shù)據(jù)通用接口。2.USB排除了各個設備象鼠標、調制解調器、鍵盤和打印機設備對去系統(tǒng)資源的需求，因而減少了硬件的復雜性和對端口的占用，整個的USB的系統(tǒng)只有一個端口和一個中斷，節(jié)省了系統(tǒng)資源。3.USB支持熱插拔(hotplug)，也就是說在不關PC的情況下可以安全的插上和斷開USB設備，動態(tài)的加載驅動程序。其他普通的外圍連接標準，如SCSI(見說明）設備等必須在關掉主機的情況下才能增加或移走外圍設備。4.U

7、SB支持PNP。當插入USB設備的時候，計算機系統(tǒng)檢測該外設并且通過自動的加載相關的驅動程序來對該設備進行配置，并使其正常工作。5.USB在設備供電方面提供了靈活性。USB直接連接到Hub或者是連接到Host的設備可以通過USB電纜供電，也可以通過電池或者其它的電力設備來供電，或使用兩種供電方式的組合.并且支持節(jié)約能源的掛機和喚醒模式。6.USB提供全速12Mbps的速率和低速1.5Mbps的速率來適應各種不同類型的外設。7.針對不能處理突然發(fā)生的非連續(xù)傳