USB標準及設備介紹課件

USB標準及設備介紹USB標準及設備介紹一.USB接口的誕生一.USB1.1、2.0標準介紹二.USB常見設備介紹USB接口的誕生（發(fā)展史）

一.什么是USB？

USB是英文UniversalSerialBus的縮寫，中文含義是"通用串行總線"。它是一種應用在PC領域的新型接口技術上面提到的外設接口沒有統(tǒng)一的標準，USB就將這些接口統(tǒng)一起來，使用一個4針插頭作為標準插頭。通過這個插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設連接起來，并且不會損失帶寬。早在1995年，就已經(jīng)有PC機帶有USB接口了，但由于缺乏軟件及硬件設備的支持，這些PC機的USB接口都閑置未用。1998年后，隨著微軟在Windows98中內置了對USB接口的支持模塊，加上USB設備的日漸增多，USB接口才逐步走進了實用階段。這幾年，隨著大量支持USB的個人電腦的普及，USB成為PC的標準接口已是大勢所趨。在主機(host)端，最新推出的PC機幾乎100%支持USB；而在外設(device)端，使用USB接口的設備也與日俱增，例如數(shù)碼相機、掃描儀、游戲桿、磁帶和軟驅、圖像設備、打印機、鍵盤、鼠標等等。二.USB的誕生

USB，全稱為UniversalSerialBus（通用串行總線），是由Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及NorthernTelecom等公司于1994年11月共同提出的，這跟PCI、AGP、AMR等單獨由Intel提出的硬件標準不同。有些廠商指出：PCI、AGP等屬于Intel單獨提出的硬件標準，所以Intel的芯片組可以充分支持這些標準，而其他廠家依據(jù)公布的規(guī)格文件標準才能設計出芯片，因此處于劣勢，這個道理是顯而易見的。而USB標準是多家公司一同提出的，就不會發(fā)生上述某一家獨占技術優(yōu)勢的情況。1994年初，Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及NorthernTelecom等公司成立了USB論壇，初步制定了USB規(guī)范。然后花了近兩年的時間形成了統(tǒng)一的意見，于1995年11月正式制定了USB0.9通用串行總線規(guī)范。1997年，真正符合USB技術標準的外設才出現(xiàn)。符合USB1.1規(guī)范的標志三.USB技術的發(fā)展

從1994年11月11日發(fā)表了USB0.7版本以后，USB版本經(jīng)歷了六年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了2.0的版本。不過直到近期，它才得到廣泛的普及應用。早期的USB版本，在推出時普遍不遭到重視。其最大的原因是：當時的主板結構是以Baby-AT板為主，USB功能接口在許多主板上都是一種可選擇的功能，有些主板制造商在主板上提供了4X2或5X2的USB針腳接口，而更多的則為了節(jié)省成本，連USB針腳接口都省掉了。另外，在BIOS固件方面也缺乏支持――當時很多主板都是只提供有USB連接針腳接口，而主板的BIOS沒有真正支持USB。這樣，使用USB，只有主板BIOS升級到能支持USB功能的BIOS才行。

這種情形一直延續(xù)到ATX主板結構的誕生。不過一開始的ATX主板在支持USB的方面還不是很好。因為一般ATX的設備連接口都設計成一層的高度，其所能使用的接口空間都給傳統(tǒng)的串行通訊接口和LPT打印機占用了，根本沒有余地留給USB接口，所以當時如果要想使用USB接口的話，還得使用USB轉接卡，通過連線與主板上的USB針腳接口相連才能得以實現(xiàn)。不過后來ATX主板的BackPanel設計成了二層，終于使USB接口在主板上有了安身立足之處，無須再通過外接USB轉接卡了。1999年初在Intel的開發(fā)者論壇大會上，與會者介紹了USB2.0規(guī)范，該規(guī)范的支持者除了原有的Intel、Microsoft和NEC等成員外，還有惠普、朗訊和飛利浦三個新成員。USB2.0向下兼容USB1.1，傳輸率將達到480Mbps，還支持寬帶數(shù)字攝像設備及下一代掃描儀、打印機及存儲設備。符合USB2.0規(guī)范的標志

資源占用

USB接口不再使用IRQ的中斷控制以及輸入輸出的地址位資源(I/OAddress)，而是依靠開機后操作系統(tǒng)分配給設備一個邏輯位置來做數(shù)據(jù)傳輸，所以可以作大幅度的擴充，可以連接127個周邊設備，如果這樣電源供應會是一個問題。當設備過多的情況下，會因為負載問題而不能驅動設備，所以只有外接電源，才能保證正常的使用127個輸出/入的設備。為了保證電源電壓不在傳輸中不被消耗過多，所以在USB規(guī)格中規(guī)定設備接線不超過5公尺，USB設備也被設計為3.3V-5V之間的低耗電（高耗電設備都設計為帶外接電源）。

USB2.0

Compaq,HewlettPackard,Intel,Lucent,Microsoft,NECandPhilips這7家廠商聯(lián)合制定了USB2.0的產(chǎn)品規(guī)格。USB2.0將設備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，快過USB1.x的40倍，但是最初的USB2.0的速度只是定義為240Mbps，但是技術隊伍通過努力，把速度提高到了480Mbps。而且具有多種速度的周邊設備都可以被連接到USB2的線路上，不像USB1.x時代，因為高帶寬使得更多的設備無需擔心數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生瓶頸效應。在高速的前提下一樣保持了USB1.X的優(yōu)秀特色后，更是保證了向下兼容。

USB的優(yōu)點有以下幾條：

1.USB為所有的USB外設提供了單一的、易于操作的標準的連接類型。這樣一來就簡化了USB外設的設計，同時也簡化了用戶在判斷哪個插頭對應哪個插槽時的任務,實現(xiàn)了單一的數(shù)據(jù)通用接口。2.USB排除了各個設備象鼠標、調制解調器、鍵盤和打印機設備對去系統(tǒng)資源的需求，因而減少了硬件的復雜性和對端口的占用，整個的USB的系統(tǒng)只有一個端口和一個中斷，節(jié)省了系統(tǒng)資源。

3.USB支持熱插拔(hotplug)，也就是說在不關PC的情況下可以安全的插上和斷開USB設備，動態(tài)的加載驅動程序。其他普通的外圍連接標準，如SCSI設備等必須在關掉主機的情況下才能增加或移走外圍設備。4.USB支持PNP。當插入USB設備的時候，計算機系統(tǒng)檢測該外設并且通過自動的加載相關的驅動程序來對該設備進行配置，并使其正常工作。

5.USB在設備供電方面提供了靈活性。USB設備直接由主板供電,或直接連接到Hub,或是連接到Host的設備可以通過USB電纜供電，也可以通過電池或者其它的電力設備來供電，或使用兩種供電方式的組合.并且支持節(jié)約能源的掛機和喚醒模式。6.USB提供高速480Mbps、全速12Mbps的速率和低速1.5Mbps的速率來適應各種不同類型的外設。7.針對不能處理突然發(fā)生的非連續(xù)傳送的設備，如音頻和視頻設備，USB可以保證其固定帶寬。

8為了適應各種不同類型外圍設備的要求，USB提供了四種不同的數(shù)據(jù)傳送類型。9.USB使得多個外圍設備可以跟主機通信。最多可級聯(lián)127個外圍設備。10.攜帶方便，USB設備大多以“小、輕、薄”見長，對用戶來說，同樣20G的硬盤，USB硬盤比IDE硬盤要輕一半的重量，在想要隨身攜帶大量數(shù)據(jù)時，當然USB硬盤會是首要之選了。三.USB常見設備介紹

USB設備分類

USB在市場上流通的設備越來越多，我對這些產(chǎn)品進行一些分類：

1．USB集線器2．輸入輸出設備

3．多媒體設備

4．通訊設備

5．儲存器

6．局域網(wǎng)絡及其它設備

我們都知道如果USBHub沒有外接電源只能提供每個接口100mA的電渡，而接了外接電源的USBHub卻可以給每個接口完整的供應500mA的電流。一般我建設使用外接電流，現(xiàn)在一個USB鍵盤（170mA-200mA）和一個USB鼠標（70mA-90mA）的耗電在240-260mA之間，這樣的話USBHub都已經(jīng)不堪重負了。

在Windows安裝USBHub，驅動都不用安裝，就安裝上了。而且不會在信息提示，你用"設備管理器"就能看到"GeneralPurposeUSBHub"的字樣。如果你接了多個USBHub，會出現(xiàn)多個相同字樣（接幾個USBHub出幾個"GeneralPurposeUSBHub"）。

2.輸入輸出設備

低速設備：

鍵盤、鼠標、游戲手摯，都屬于低速設備，三者的安裝界面都是一樣的，如果沒有特殊功能，是不要使用驅動的，直接可以由Windows自身的USB設備驅動中找到對應驅動，你要做是是將USB設備直接接入USBProt或者是USBHub就能立刻安裝，只要放入Windows安裝光盤即可，如Winme和平共處Win2K則連安裝光盤都無需。

鼠標越來越多采用USB接口，原來鼠標從com口轉換為PS/I口，再到現(xiàn)在的USB口，都是為了得到更佳的數(shù)據(jù)傳輸和安裝拆卸的便捷。在眾多USB鼠標中，A4Tech和邏輯的鼠標是比較多功能發(fā)展的，所以會要國使用專門的程序來安裝，而其它品牌在驅動方面，一般使用Windows自帶的即可。USB的游戲手摯在市場上同樣得到廣泛應用，而且在安裝方面同樣簡單易用。

高速設備

打印機、掃描儀、聲卡、視頻采集盒等都是現(xiàn)在應用比較廣的設備，使用USB接口的它們，都歸于高速輸出入設備之列。在這些設備中，不但需要高帶寬，還需要額外的電源提供，這些設備只有在有足夠的電力支持下安裝在系統(tǒng)上時系統(tǒng)才能檢測到設備。很多產(chǎn)品中都會帶有自動安裝程序，你不再使用widows的程尋搜導，就能完全安程好系統(tǒng)設備。

以HP930C打印機為列，此款打印機采用USB和EPP接口共存?，F(xiàn)在非常多的打印機都采用這樣的結構，因為打印機的接口線路轉換十分容易，所以市面到我們都能看到com和EPP口對應USB的接轉線出售，打印機的Parallelport分式EPP、ECP是最快的運作模式有4Mb/S，而USB1.X的12Mb/S可見有多快了，而USB2.0的改進對于這些設備來說真是對USB設備的解放。USB聲卡和帶自解碼音箱現(xiàn)在也有了非常多的產(chǎn)品，產(chǎn)品都是同一個原理，通過USB線將數(shù)字音樂傳到設備中，它的好處是可以減少類比信號的消耗，還能減少信號雜訊的干擾。這是完全由軟件來控制的音樂數(shù)據(jù)的處理，因為CD-ROM沒有向設備直接連接，這是CD的音樂信號通過IDE接線傳輸，進入"控制面板""聲音和多媒體""硬件""CDROM屬性""數(shù)字CD播放"，如此即可使用。

3.視頻多媒體產(chǎn)品電視盒

現(xiàn)在電視盒也有USB接口了，但愿因為接口限制只能用在Windows系統(tǒng)中才可以完全正常運作。不同于外接式電視盒，在電腦沒有開機的情況下依然可以開機，不過12Mb/S的速度，對于TV盒的數(shù)據(jù)傳送似乎有點困難，所以有生產(chǎn)電視盒的廠家都將壓縮軟體的為一種可以改觀效果的重點，所以畫質表面的還十分不錯，現(xiàn)在的壓縮技術已有相當?shù)耐黄?，安裝上也有AutoRun的光盤，十分方便，但是要注意的是第一次使用時要記得做頻道掃描，你不做頻道掃描，程序會自動提醒。電視盒的接口也非常多，AV輸入、S-Video的輸入都會有，另外軟件會加入FM廣播接收功能，強大的軟件還有視頻或者圖像的采集功能。當然遙控器也是必不可少的。攝像頭

攝像頭方面就比較簡單，安裝一般也有相應的自動安裝的光盤，主要功能也都是在軟件上，一般Webmovie，照片拍攝，視頻錄制的功能等。電視合及接口最后我把USB充電器也作為通訊類產(chǎn)品來介紹，在廣東已經(jīng)大量出現(xiàn)USB接口的大哥大充電器，通過電腦的USB接口直接取電，給你的手機充電，十分方便?，F(xiàn)在已有NokiA、Motorola、Panasonic、Samsung等型號的出現(xiàn)，可以視自己手機型號選購。

5.儲存設備講到USB儲存設備，記憶最深的要算"大姆哥"硬盤了。就作為硬盤來說，不需要外接5V500MA的電流不可以驅動已經(jīng)令人心動，而大小如大拇指更是吸引人了。不過"大姆哥"優(yōu)盤也是需要驅動程序的。安裝程序支Win9X/ME/2K/MEC/Linux/Bcos這幾種操作系統(tǒng)。我在這里特別提醒一下，在WinME和WIN2K下才是直接安裝程序，要得解壓后安裝。安裝過程中要執(zhí)行兩次安裝動作，一次是安裝通用序列匯熱電廠流控制器，另一次則是安裝硬盤控制卡，"設備管理器"都能看到。

另外，Imation近期推出Fireware+USB雙口的移動硬盤，速度傳輸非常驚人，高達400Mb/S.

USB硬盤盒

這種產(chǎn)品因為速度慢也應用不開，不過比一起愛國者的USB硬盤到是算很多，價格也合適，同樣可以識別硬盤的分區(qū)等等，USB硬盤盒需要驅動程序，共兩張1.44MB的軟盤，包括了Win9X/ME/2K和MAC的驅動。另外，Im