低速模式需要更少的 EMI 保护 两种模式可在用同一 USB 总线传输的情况下自动地动
态切换
因为过多的低速模式的使用将降低总线的利用率 所以该模式只支持有限个低带
宽的设备(如鼠标)
时钟被调制后与差分数据一同被传送出去 时钟信号被转换成 NRZI
码
并填充了比特以保证转换的连续性 每一数据包中附有同步信号以使得收方可还原出
原时钟信号
电缆中包括 VBUS
GND 二条线 向设备提供电源 VBUS 使用+5V 电源 USB 对
电缆长度的要求很宽
最长可为几米 通过选择合适的导线长度以匹配指定的 IR drop 和
其它一些特性 如设备能源预算和电缆适应度 为了保证足够的输入电压和终端阻抗 重
要的终端设备应位于电缆的尾部
在每个端口都可检测终端是否连接或分离 并区分出高
速
或低速设备
3.2.2 机械特性
电缆和连接器的机械特性将在第 5 章详述
所有设备都有一个上行的连接 上行连接
器和下行连接器是不可简单的互换
这样就避免了集线器间的非法的循环往复的连接 电
缆中有四根导线
一对互相缠绕的标准规格线 一对符合标准的电源线 连接器有四个方
向
具有屏蔽层 以避免外界干扰 并有易拆装的特性
3.3 电源
主要包括两方面
电源分配 即 USB 的设备如何通过 USB 分配得到由主计算机提供的能源
电源管理 即通过电源管理系统 USB 的系统软件和设备如何与主机协调工作
3.3.1 电源分配
每个 USB 单元通过电缆只能提供有限的能源
主机对那种直接相连的 USB 设备提供电
源供其使用
并且每个 USB 设备都可能有自己的电源 那些完全依靠电缆提供能源的设备
称作
总线供能 设备 相反 那些可选择能源来源的设备称作 自供电 设备 而且
集线器也可由与之相连的 USB 设备提供电源 受一定布局限制的带有 总线供能 集线器
的体系结构将在第十章讨论
在图 4-4(位于 3.8)中 键盘 输入笔和鼠标均为 总线供
能
设备
3.3.2 电源管理
USB 主机与 USB 系统有相互独立的电源管理系统
USB 的系统软件可以与主机的能源
管理系统结合共同处理各种电源子件如挂起
唤醒 并且有特色的是 USB 设备应用特有
的电源管理特性
可让系统软件和控制其电源管理
USB 的电源分配和电源管理特性使之可以被设计在电源传感系统中
如采用电池的笔
记本电脑
3.4 总线协议
USB 总线属一种轮讯方式的总线
主机控制端口初始化所有的数据传输
每一总线执行动作最多传送三个数据包
按照传输前制定好的原则 在每次传送开始
时
主机控制器发送一个描述传输运作的种类 方向 USB 设备地址和终端号的 USB 数据
包
这个数据包通常称为标志包(token packet) USB 设备从解码后的数据包的适当位置
取出属于自己的数据
数据传输方向不是从主机到设备就是从设备到主机 在传输开始
时
由标志包来标志数据的传输方向 然后发送端开始发送包含信息的数据包或表明没有
数据传送
接收端也要相应发送一个握手的数据包表明是否传送成功 发送端和接收端之
间的 USB 数据传输
在主机和设备的端口之间 可视为一个通道 存在两种类型的通道
流和消息 流的数据不像消息的数据 它没有 USB 所定义的结构 而且通道与数据带宽
传送服务类型 端口特性 如方向和缓冲区大小 有关 多数通道在 USB 设备设置完成后
即存在
USB 中有一个特殊的通道——缺省控制通道 它属于消息通道 当设备一启动即
存在
从而为设备的设置 查询状况和输入控制信息提供一个入口
事务预处理允许对一些数据流的通道进行控制
从而在硬件级上防止了对缓冲区的高
估或低估
通过发送不确认握手信号从而阻塞了数据的传输速度 当不确认信号发过后
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