USB的编码方式
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2020-11-13
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USB的编码方式的编码方式
当PC主机对设各发出控制信号时，所有连接的设各都通过根集线器收到同样的信号，但是经过对比所配置的设
各地址后，只能有一个设备作出相对应的动作，这跟网络的架构有点类似。因此对一个设各而言，不仅要无误
地接收主机端所送来的数据，又要正确地发出响应的信号。因此，在D＋与D-的差动数据线上就必须采用一种特
别的编号方式再加以传送出去，以解决在USB缆线所产生信号延迟以及误差等问题。 在此，USB采用了
NRZI（Non Return to Zero Invert，不归零就反向）的编码方式，无须同步的时钟信号也能产生同步的数据存
取。NRZI的编码规则是，当数据位为“1”时不转换，为“0”时再作转换。如图1
当PC主机对设各发出控制信号时，所有连接的设各都通过根集线器收到同样的信号，但是经过对比所配置的设各地址
后，只能有一个设备作出相对应的动作，这跟网络的架构有点类似。因此对一个设各而言，不仅要无误地接收主机端所送来的
数据，又要正确地发出响应的信号。因此，在D＋与D-的差动数据线上就必须采用一种特别的编号方式再加以传送出去，以解
决在USB缆线所产生信号延迟以及误差等问题。
在此，USB采用了NRZI（Non Return to Zero Invert，不归零就反向）的编码方式，无须同步的时钟信号也能产生同步的
数据存取。NRZI的编码规则是，当数据位为“1”时不转换，为“0”时再作转换。如图1所示，显示了NRZI编码的范例。位传输的
顺序以LSB（最低位）为优先。
图1 NRZI编码的范例说明
NRZI编码的数字再生回路的数字逻辑电路如图2所示。其相对应的编号变化如图3所示。这样，接收与传输器两端的机制
中，就无须先送出分离的时钟信号，或者在每一个字节中添加起始或结束位（如RS － 232）。如果用户使用示波器来观察这
种USB数据，将会发现它不像其他的接口，可以以逻辑准位来读取这些传送或接收的位。
图2 USB的NRZI再生回路的数字逻辑电路图
图3 相对A、B、C位置NRZI再生回路的信号关联图
这样的编码方式会遇到一个很严重的问题：若重复相同的“1”信号一直进入时，就会造成数据长时间无法转换，逐渐地累
积而导致“塞车”的状况，使得读取的时序就会发生严重的错误。因此，在NRZI编码之间，还需执行所谓的位填塞（bits-
tuffing）的工作。如图4（a）所示，若原始的串行数据中含有连续6个“1”位，就须执行位填塞的工作。此工作如图4（b）所
示，就在其后填塞一个“0”位。但相对地在NRZI编码的过程中，对这连续的6个“1”执行，如图4（c）所示。
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