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USB的相關(guān)知識(shí)介紹

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ID:90014 發(fā)表于 2015-9-13 16:52 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
      最近因?yàn)楣ぷ鞯年P(guān)系,需要對(duì) USB 設(shè)備有點(diǎn)了解。只好重新拿起已經(jīng)放下了近10年的編程書籍,再次慢慢學(xué)習(xí)。
想當(dāng)年 USB 設(shè)備剛剛問世的時(shí)候,我是很不看好這個(gè)系統(tǒng)總線類型。心想現(xiàn)有的串口最少3根線,多到25根數(shù)據(jù)線,數(shù)據(jù)傳輸速率也就只有150k BPS。而只有4根線的USB速度能夠高到何處?并且在一根線上串接那么多設(shè)備。因此上很不看好這個(gè)接口形式,認(rèn)定這個(gè)接口只能用作一些低速的外設(shè),不會(huì)有很大的發(fā)展前途。這些在今天看來,真的是很看走眼了。如今的USB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)展到了USB3.0,使用該接口的設(shè)備多如牛毛,并且其速度也遠(yuǎn)非昔日可比,真是不得不刮目相看了。
從USB設(shè)備問世以來,真的從來沒有好好的觀察過這個(gè)小小的接口到底是如何具有這么大的魅力。而這些年來,自己的主要工作也集中在管理方面,很少再接觸具體的技術(shù)方向了,F(xiàn)在能夠再次集中精力看這個(gè),真是很不容易。從工作的過程來看,要想年輕時(shí)投入一樣多的精力,真的很難很難,不只是手頭的事情雜,而更多的是身體無法支撐。就連持續(xù)看1-2小時(shí)的資料,就明顯覺得有點(diǎn)暈暈的,無法再理解其中的深層次細(xì)節(jié)了。好在休息一會(huì)兒還能繼續(xù)。不能不服老啊。
要能夠看好一項(xiàng)技術(shù)的未來發(fā)展方向真的很難。至少從10年前看USB接口這個(gè)事情來看,我的觀點(diǎn)是錯(cuò)了。而對(duì)于今后的電子產(chǎn)品或技術(shù)的發(fā)展,有如藍(lán)牙技術(shù),光伏技術(shù),MEMS產(chǎn)品等今后是否能夠發(fā)揚(yáng)光大,還是看不很準(zhǔn)。包括在電子業(yè)界的著名的摩爾定律,在近些年技術(shù)發(fā)展的情況下,也有點(diǎn)慢慢的偏離了。這說明什么了呢?技術(shù)在不斷的進(jìn)步,就會(huì)不斷有新的應(yīng)用和新的發(fā)現(xiàn),這些是無法完全預(yù)知的。如果要作技術(shù),只有不斷地更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)才能不落伍,才能跟進(jìn)時(shí)代的發(fā)展。當(dāng)然,也可能已經(jīng)處在科技的最前沿了。這只是自我安慰安慰了。                                                                                                                    
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ID:90014 發(fā)表于 2015-9-13 16:52 | 只看該作者
前面寫了半天,其實(shí)與USB技術(shù)本身無關(guān)的東西,而只是自己的一些感慨罷了。這里就對(duì)USB做一點(diǎn)簡單的介紹。
1, USB是什么?
Universal Serial Bus,就是通用串行總線。大家如果接觸過計(jì)算機(jī),大都會(huì)看到計(jì)算上有很多各種各樣的端口,我們可以插一些連線上去。比如,鼠標(biāo),U盤等。這些計(jì)算機(jī)的端口的類型很多,常見的有與顯示器連接的VGA接口或DVI接口,鍵盤,鼠標(biāo)的圓形PS/2接口,聲卡上的喇叭,麥克風(fēng)插孔等,另外剩下最多的就是USB端口了。
一般的USB口包括計(jì)算機(jī)端和USB設(shè)備端的接口。在計(jì)算機(jī)端大都為方形,在設(shè)備一段就有各種不同型號(hào)的端口。如數(shù)碼相機(jī),打印機(jī),掃描儀,MP3/MP4等上面的USB接口,形式都不相同。
2. USB線
將計(jì)算機(jī)主機(jī)與USB設(shè)備相連接的電纜,就是通常說的USB線。根據(jù)實(shí)際設(shè)備的不同,其兩端的端口形式各異。近年來有人提倡統(tǒng)一一種形式,方便使用。這個(gè)在短期內(nèi)各家的利益分配不均的情況下,還很難統(tǒng)一。因此可能在每家都會(huì)有很多各種不同類型的USB電纜,結(jié)果就在電腦上連接的密如蛛網(wǎng)一般。
3, USB 系統(tǒng)的構(gòu)成
我們通?吹降氖遣捎肬SB接口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接的設(shè)備,簡稱 USB 設(shè)備,如MP3,USB鼠標(biāo),掃描儀,鍵盤,讀卡器,U盤,Usb加密狗(銀行提供的)等。對(duì)于一個(gè)USB系統(tǒng)來說,USB只是一種設(shè)備與計(jì)算機(jī)通訊的連接方式,就好像我們要從深圳羅湖火車站去世界之窗一樣,地鐵是一種選擇,汽車是一種選擇,你也可走過去,或者自己騎車過去。這些方式都是手段,就好像可以通過USB口將鼠標(biāo)與電腦連接,也可以通過PS口連接,也可以通過一般的串行口連接一樣。如果將USB與串口相比,就好像是你做地鐵與你走路過去一樣。USB提供了一種高速的通訊手段。
說到這里,我們看到的只是USB設(shè)備端,而在計(jì)算機(jī)的一端,同樣有一個(gè)控制的方式,這就是主機(jī)控制器。對(duì)于USB系統(tǒng)來說,至少包括了主機(jī)和設(shè)備,通過USB的方式連接,才構(gòu)成了USB系統(tǒng)。我們平時(shí)看到的用PC做主機(jī)的USB系統(tǒng)最多,實(shí)際上還有其它類型的USB系統(tǒng),如目前流行的能夠直接播放U盤上視頻的電視機(jī)以及DVD播放器,能夠插入U(xiǎn)盤的MP4播放器等等,只要能夠與USB設(shè)備連接,都是USB主機(jī)。
4. USB設(shè)備
在前面的介紹中,還有另外一類特殊的USB設(shè)備,大家會(huì)經(jīng)常用到。這就是用來擴(kuò)展USB端口數(shù)量的設(shè)備 - HUB,中文名字叫做集線器。意思是將多個(gè)設(shè)備的總線集中在一起,然后與上一級(jí)相連接。在 USB 協(xié)議中,USB系統(tǒng)包括一個(gè) USB 控制器,一個(gè)根集線器,以及眾多可以多至127個(gè)的USB設(shè)備。不過這些設(shè)備可以是一個(gè)具體功能的應(yīng)用,如鼠標(biāo),也可以是另一個(gè)集線器,進(jìn)而與其它設(shè)備相連接。
在USB 協(xié)議中,最多允許連接5級(jí)HUB,每個(gè)連接的電纜長度不超過5m。這樣USB延長線的最大延長能力就知道了。當(dāng)連接級(jí)數(shù)太多時(shí),無法保證信號(hào)的完整程度,從而造成連接失效。
5. 其它非正常的USB應(yīng)用
目前大家都在用手機(jī),可能很多人都會(huì)注意到,自己的手機(jī)充電器其實(shí)就是一個(gè)USB數(shù)據(jù)線,這樣就可以不用帶專用的充電器,在有電腦的地方,就可以給手機(jī)進(jìn)行充電。這已經(jīng)是USB借口的一個(gè)非正常應(yīng)用了。按照USB的規(guī)范,對(duì)于每個(gè)USB端口,可以提供最大到500mA的供電電流,但是如果考慮到多個(gè)端口都使用這么大電流,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此大部分設(shè)備都會(huì)限制使用USB進(jìn)行充電時(shí)的充電電流在100mA左右,最大也不超過300mA,以保護(hù)系統(tǒng)的安全。當(dāng)然,如果采用帶有自供電能力的USB HUB,則可另當(dāng)別論。

小結(jié)
從USB的一般常識(shí)上,可能知道這些就夠了。如果想知道USB設(shè)備在Windows系統(tǒng)中如何工作,則必須進(jìn)入另外一個(gè)話題,那就是 Windows 操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序工作原理了。那個(gè)話題實(shí)在太專業(yè)了,慢慢學(xué)習(xí),慢慢介紹。
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