USB2.0规范

USB 2.0 规范是计算机领域中一个重要的接口标准，它在2000年发布，旨在提升数据传输速度、增强设备兼容性和简化用户操作。本规范主要由Intel公司推动，目的是为了构建一个通用的、易于扩展的、价格实惠的串行总线架构，以连接计算机和各种外围设备，尤其是电话、打印机、扫描仪、键盘、鼠标等。 1. **设计目标**： - **易扩充性**：USB 2.0 允许同时连接多个设备，最多可达127个设备。 - **低成本**：USB 2.0 接口支持12Mbps（兆比特每秒）的数据传输速率，且成本较低。 - **实时数据支持**：对声音、音频和压缩视频等实时数据流有良好的支持。 - **灵活性**：USB协议支持同步和异步数据传输，以适应不同类型的设备需求。 - **兼容性**：兼容不同制造商的设备，确保不同设备间能够无缝工作。 - **标准化接口**：提供统一的接口标准，接纳各种类型的设备。 - **新功能扩展**：为PC带来新的功能，支持更多新型设备接入。 2. **总线特性**： - **传输速率**：USB 2.0 提供了三种传输速率：低速（1.5Mbps，主要用于键盘、鼠标等）、全速（12Mbps，适用于电话、音频设备）和高速（480Mbps，适用于硬盘、打印机等高带宽设备）。 - **热插拔**：支持设备在不关闭电源的情况下插入和移除，提高了易用性。 - **自我检测**：设备可以自动检测并配置自身，无需用户干预。 - **电力供应**：USB接口还提供电力，使得某些设备无需额外电源就能工作。 3. **USB 2.0 的技术细节**： - **事务类型**：包括控制传输、中断传输、批量传输和同步传输，满足不同数据传输需求。 - **总线管理**：通过主机控制器管理总线上的设备，确保数据正确无误地发送和接收。 - **接口编程**：定义了设备驱动程序与主机控制器之间的交互方式，以实现设备的正常工作。 - **物理层**：包括信号编码、线路配置等，确保数据在物理媒介上的稳定传输。 4. **适用对象**： - 设备开发商：设计符合USB 2.0 规范的硬件产品。 - 系统生产商：集成USB 2.0 接口到计算机系统中。 - 软件开发者：编写设备驱动程序和操作系统支持。 - IHVs（Independent Hardware Vendors）和ISVs（Independent Software Vendors）：开发USB相关的适配器和软件。 5. **规范内容**： - **第一章至第四章**：介绍USB的基本概念和框架。 - **第五章至第十章**：详细阐述USB的技术细节和实现方法。 - **外设开发商**：重点关注第四章至第十章，特别是设备类规范。 - **主机控制器应用**：关注第四章至第七章和第九章。 - **设备驱动程序**：关注第四、七、九章。 6. **与其他规范的关系**： - **USB 1.1**：USB 2.0 是对USB 1.1的升级，保持向下兼容。 - **Device Class Specifications**：针对不同类型的设备，如音频设备、打印机等，有专门的子规范。 USB 2.0 规范极大地促进了计算机与外围设备的连接，提升了数据传输效率，降低了设备接入的复杂性，为个人计算机的发展注入了新的活力。随着技术的进步，USB 2.0 后续又有了USB 3.x系列的迭代，但USB 2.0至今仍在许多设备上得到广泛应用。