USB基礎(chǔ)知識培訓(xùn)ppt課件.ppt

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1、USB基礎(chǔ)知識培訓(xùn)講師：XXX日期：2019.03.07摘要1USB的產(chǎn)生背景2USB的特點(diǎn)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(wù)處理1USB的產(chǎn)生背景PC誕生20年來，其外設(shè)一直局限于在最常用的鼠標(biāo)器和打印機(jī)而已，這兩種外設(shè)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(biāo)識為Serial或COM；并行接口也被簡稱為并口，英文標(biāo)識為Parallel或LPT、PRN。串口可以達(dá)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(biāo)和Modem等；而并口的數(shù)據(jù)傳輸率能達(dá)到1Mbps左右，

2、一般被用來連接打印機(jī)、掃描儀等對速率要求較高的外設(shè)。在USB產(chǎn)生之前，外設(shè)與PC機(jī)的通信主要是通過PC機(jī)主板所提供的各種接口來實(shí)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(jì)80年代早期設(shè)計提出的，有很多缺陷：（1）非共享式接口，只支持單個外設(shè)的連接（2）接口體積龐大，不利于PC機(jī)外設(shè)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(shè)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(shè)占用等問題。為克服以上缺陷PC機(jī)制造商和用戶迫切需

3、要一種新型的外設(shè)連接方式。這時USB應(yīng)運(yùn)而生。USB通用串行總線（UniversalSerialBus）是用于將適用USB的外圍設(shè)備連接到主機(jī)的外部總線結(jié)構(gòu)，其主要是用在中速和低速的外設(shè)。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(shè)連接技術(shù).這一技術(shù)將最終解決對串行設(shè)備和并行設(shè)備如何與計算機(jī)相連的爭論，大大簡化計算機(jī)與外設(shè)的連接過程。USB是通過PCI總線和PC的內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)線連接，實(shí)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(shè)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(kuò)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?？梢悦黠@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(shè)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(kuò)展能力差的先天不足。另外，雖然現(xiàn)在很多串行/并行設(shè)備都可以實(shí)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(kuò)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(jī)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(shè)接口標(biāo)準(zhǔn)。而USB1.1是目前支持USB的計算機(jī)與外設(shè)上普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)，它提供全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)的兩種速率來適應(yīng)各種不同類型的外設(shè)。具體而言，使用USB接口，您可以將各種不同的設(shè)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(shè)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(diǎn)1.USB為所有的USB外設(shè)提供了單一的、易于操作的標(biāo)準(zhǔn)的連接類型。這樣一來就簡化了USB外設(shè)的設(shè)計，同時也簡化了用戶在判斷哪個插頭對應(yīng)哪個插槽時的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了單一的數(shù)據(jù)通用接口。2.USB排除了各個設(shè)備象鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器、鍵盤和打印機(jī)設(shè)備對去系統(tǒng)資源的需求，因而減少了硬件的復(fù)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(guān)PC的情況下可以安全的插上和斷開USB設(shè)備，動態(tài)的加載驅(qū)動程序。其他普通的外圍連接標(biāo)準(zhǔn)，如SCSI(見說明）設(shè)備等必須在關(guān)掉主機(jī)的情況下才能增加或移走外圍設(shè)備。4.U

7、SB支持PNP。當(dāng)插入USB設(shè)備的時候，計算機(jī)系統(tǒng)檢測該外設(shè)并且通過自動的加載相關(guān)的驅(qū)動程序來對該設(shè)備進(jìn)行配置，并使其正常工作。5.USB在設(shè)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(shè)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(shè)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(jī)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(yīng)各種不同類型的外設(shè)。7.針對不能處理突然發(fā)生的非連續(xù)傳