自己总结的USB2.0基础知识

### USB2.0基础知识详解 #### 一、计算机接口概览 在介绍USB2.0之前，我们先简要回顾一下几种常见的计算机接口及其特点，以便更好地理解USB接口的优势。 - **并口**：通常使用25针接口，最高传输速率可达8Mbit/s，但不支持热插拔，主要应用于传统打印机等设备。 - **RS-232**：是一种串行通信接口，支持数据传输格式为11位（开始位+8个数据位+校验位+结束位），传输速率为50至19200bps。它的缺点在于较高的信号电平值易损坏接口电路，并且与TTL电平不兼容，因此不支持热插拔。 - **RS-485**：采用两线制，信号电平较低，与TTL电平兼容，支持抗共模干扰能力强的特点，最大通信距离可达1219米，最大传输速率为10Mb/s。 - **ISA**：是一种16位的总线接口，最大传输率为16MB/sec，但由于CPU资源占用高、数据传输带宽小等问题已被淘汰。 - **PCI**：支持一次性传输32或64位数据，PCI Express 2.0规范下的传输速率高达5GB/s。 - **以太网**：根据速度不同分为10Mbit/s的标准以太网、100Mbit/s的快速以太网和10Gbit/s的千兆以太网。 - **IEEE-1394**：传输速度快，最高可达400Mbps，但传输距离较短，小于4.5米。 - **USB**：一种串行接口，支持热插拔，具有多种传输速率，从低速1.5Mbit/s到高速480Mbit/s，USB3.0的传输速率已达到5Gbps。 #### 二、USB2.0概述 **USB2.0**，即通用串行总线2.0版本，是一种广泛使用的计算机接口标准，用于连接各种外围设备。与之前的版本相比，USB2.0显著提高了数据传输速率，并保持了向下兼容性。 - **供电特性**：USB总线可以直接为连接的设备供电，为用户提供了极大的便利。 - **接口设计**：USB接口小巧，分为A型和B型接口，其中A型通常作为主机接口，B型则作为设备接口。 - **连接灵活性**：支持菊花链式连接，最多可连接127个USB设备，极大地扩展了连接设备的数量。 - **热插拔**：支持即插即用功能，用户可以在系统运行过程中插入或拔出设备，无需重启系统。 - **编码方式**：使用NRZI编码（反向非归零编码）进行数据传输，支持三种传输速率：低速（1.5Mbit/s）、全速（12Mbit/s）和高速（480Mbit/s）。 - **传输模式**：包括控制传输、块传输、中断传输和同步传输四种模式，能够满足不同类型数据传输的需求。 - **向下兼容性**：USB1.0、USB1.1和USB2.0之间有良好的向下兼容性，使得新旧设备能够顺利交互。 - **电缆要求**：高速和全速传输需要使用屏蔽的USB电缆，而低速传输则不需要。 #### 三、USB2.0的数据传输类型 USB2.0的数据传输类型主要包括： 1. **控制传输**：用于配置设备、设置参数等操作，是所有其他传输类型的基石。 2. **块传输**：适用于大量数据传输，例如文件传输或图像传输。 3. **中断传输**：用于需要定期或按需获取数据的情况，如键盘或鼠标事件。 4. **同步传输**：主要用于音频数据传输，确保数据的实时性和连续性。 USB2.0的总线接口由四根信号线组成：VBUS、GND、D+和D-。其中，VBUS和GND用于供电，而D+和D-用于数据传输。根据设备的不同，USB端口可以提供不同的电流支持，例如高输出功率端口可以提供最大500mA的电流，而低输出功率端口则为100mA。当USB设备在3毫秒内没有总线活动时，会进入挂起状态，此时所需的电流不超过500μA，以保持设备的基本状态。此外，USB设备还支持远程唤醒功能，可以通过外部触发信号使其从挂起状态恢复到正常工作状态。 通过以上概述，我们可以看到USB2.0作为一种高效、灵活的接口标准，在现代计算机系统中扮演着极其重要的角色。无论是从数据传输速率、供电特性还是热插拔等方面来看，USB2.0都展现出了卓越的技术优势。