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1、USB标准及设备介绍,USB标准及设备介绍,一.USB接口的诞生 一.USB1.1、2.0标准介绍 二.USB常见设备介绍,USB接口的诞生（发展史）,一.什么是USB？ USB是英文Universal Serial Bus的缩写，中文含义是“通用串行总线“。它是一种应用在PC领域的新型接口技术上面提到的外设接口没有统一的标准，USB就将这些接口统一起来，使用一个4针插头作为标准插头。通过这个插头，采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失带宽。早在1995年，就已经有PC机带有USB接口了，但由于缺乏软件及硬件设备的支持，这些PC机的USB接口都闲置未用。1998年后，随着微软在W
2、indows 98中内置了对USB接口的支持模块，加上USB设备的日渐增多，USB接口才逐步走进了实用阶段。 这几年，随着大量支持USB的个人电脑的普及，USB成为PC的标准接口已是大势所趋。在主机(host)端，最新推出的PC机几乎100%支持USB；而在外设(device)端，使用USB接口的设备也与日俱增，例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。,二.USB的诞生,USB，全称为Universal Serial Bus（通用串行总线），是由Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及Northern Telecom等公司于1
3、994年11月共同提出的，这跟PCI、AGP、AMR等单独由Intel提出的硬件标准不同。有些厂商指出：PCI、AGP等属于Intel单独提出的硬件标准，所以Intel的芯片组可以充分支持这些标准，而其他厂家依据公布的规格文件标准才能设计出芯片，因此处于劣势，这个道理是显而易见的。而USB标准是多家公司一同提出的，就不会发生上述某一家独占技术优势的情况。 1994年初，Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及Northern Telecom等公司成立了USB论坛，初步制定了USB规范。然后花了近两年的时间形成了统一的意见，于1995年11月正式制定了USB 0.
4、9通用串行总线规范。1997年，真正符合USB技术标准的外设才出现。,符合USB 1.1规范的标志,三.USB技术的发展,从1994年11月11日发表了USB 0.7版本以后，USB版本经历了六年的发展，到现在已经发展到了2.0的版本。不过直到近期，它才得到广泛的普及应用。 早期的USB版本，在推出时普遍不遭到重视。其最大的原因是：当时的主板结构是以Baby-AT板为主，USB功能接口在许多主板上都是一种可选择的功能，有些主板制造商在主板上提供了4X2或5X2的USB针脚接口，而更多的则为了节省成本，连USB针脚接口都省掉了。另外，在BIOS固件方面也缺乏支持当时很多主板都是只提供有USB连接
5、针脚接口，而主板的BIOS没有真正支持USB。这样，使用USB，只有主板BIOS升级到能支持USB功能的BIOS才行。,这种情形一直延续到ATX主板结构的诞生。不过一开始的ATX主板在支持USB的方面还不是很好。因为一般ATX的设备连接口都设计成一层的高度，其所能使用的接口空间都给传统的串行通讯接口和LPT打印机占用了，根本没有余地留给USB接口，所以当时如果要想使用USB接口的话，还得使用USB转接卡，通过连线与主板上的USB针脚接口相连才能得以实现。不过后来ATX主板的Back Panel设计成了二层，终于使USB接口在主板上有了安身立足之处，无须再通过外接USB转接卡了。,1999年初在
6、Intel的开发者论坛大会上，与会者介绍了USB 2.0规范，该规范的支持者除了原有的Intel、Microsoft和NEC等成员外，还有惠普、朗讯和飞利浦三个新成员。USB 2.0向下兼容USB 1.1，传输率将达到480Mbps，还支持宽带数字摄像设备及下一代扫描仪、打印机及存储设备。,符合USB 2.0规范的标志,USB1.1、2.0标准介绍,现在的USB分两种版本，1.1和2.0，前者的理论传输速度是12Mb/秒，后者的传输速度是480Mb/秒 . USB 1.0/1.1/1.x 在USB 1.0/1.1/1.2的版本里，USB的接口速度始终不能令人满意，12Mb/s的瓶颈（12Mb/
7、s-1.5Mb/s），除了电脑上的鼠标键盘，游戏手挚，MIDI键盘之类的速度是介于10KB-100KB/S之间的。而其它由机器直接来操作的设备速度都是以几十兆甚至上百兆一秒来计算，这区区的12Mb/s，简直太微不足道了。直到1999年2月，USB 2.0规格的出现，情况才有所改观，其速度远远超过了IEEE1394的400Mb/s，达到了480Mb/s（60Mb/s），成为完全不受现有限制的新型接口。,资源占用 USB接口不再使用IRQ的中断控制以及输入输出的地址位资源(I/O Address)，而是依靠开机后操作系统分配给设备一个逻辑位置来做数据传输，所以可以作大幅度的扩充，可以连接127个周
8、边设备，如果这样电源供应会是一个问题。当设备过多的情况下，会因为负载问题而不能驱动设备，所以只有外接电源，才能保证正常的使用127个输出/入的设备。为了保证电源电压不在传输中不被消耗过多，所以在USB规格中规定设备接线不超过5公尺，USB设备也被设计为3.3V-5V之间的低耗电（高耗电设备都设计为带外接电源）。,USB 1.0/1.1/1.2规格列表 速度 高速12Mb/s低速1.5Mb/s 支持设备 127个 连线长度 不超过5米 电压定额 3.3V-5v (500mA) 芯片组支持 Intel VX/HX/TX及以后SIS 5595及以后Ali M1431及以后Via MVP3及以后 系统
9、支持 Win95 OSR2、MACOS/8、Linux 3.0、BeOS,USB 2.0 Compaq, Hewlett Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC and Philips这7家厂商联合制定了USB 2.0的产品规格。USB 2.0将设备之间的数据传输速度增加到了480Mbps，快过USB 1.x的40倍，但是最初的USB2.0的速度只是定义为240Mbps，但是技术队伍通过努力，把速度提高到了480Mbps。而且具有多种速度的周边设备都可以被连接到USB 2的线路上，不像USB 1.x时代，因为高带宽使得更多的设备无需担心数据传输时发生瓶颈效
10、应。在高速的前提下一样保持了USB 1.X的优秀特色后，更是保证了向下兼容。,USB 2.0非常类似USB 1.x，但是拥有更高的带宽。USB 2.0可以使用原来USB定义中同样规格的线缆，接头的的规格也完全相同。而且新的符合USB 2.0规格的设备不会和USB 1.x设备在共同使用的时候发生任何冲突。现在已经开始出现USB 2.0规格的产品，包括8X4X32 CDRW和新的USB硬盘，新的VIA芯片组和INTEL、AMD、SIS、ALI都已经在第二季度的新产品中加入了对USB 2.0的支持。大家必须注意的是，除了硬件上有特意的设计的兼容硬件，USB 2.0的产品就算设计为低速产品也不能在US
11、B 1.X规格的接口上运行，相反USB 2.0接口是向下兼容的，可以完全应付各种USB 1.x的产品。,USB的优点有以下几条： 1.USB为所有的USB外设提供了单一的、易于操作的标准的连接类型。这样一来就简化了USB外设的设计，同时也简化了用户在判断哪个插头对应哪个插槽时的任务,实现了单一的数据通用接口。 2.USB排除了各个设备象鼠标、调制解调器、键盘和打印机设备对去系统资源的需求，因而减少了硬件的复杂性和对端口的占用，整个的USB的系统只有一个端口和一个中断，节省了系统资源。,3.USB支持热插拔(hot plug)，也就是说在不关PC的情况下可以安全的插上和断开USB设备，动态的加载
12、驱动程序。其他普通的外围连接标准，如SCSI设备等必须在关掉主机的情况下才能增加或移走外围设备。 4.USB支持PNP。当插入USB设备的时候，计算机系统检测该外设并且通过自动的加载相关的驱动程序来对该设备进行配置，并使其正常工作。,5.USB在设备供电方面提供了灵活性。USB设备直接由主板供电,或直接连接到Hub,或是连接到Host的设备可以通过USB电缆供电，也可以通过电池或者其它的电力设备来供电，或使用两种供电方式的组合.并且支持节约能源的挂机和唤醒模式。 6.USB提供高速480Mbps、全速12Mbps的速率和低速1.5Mbps的速率来适应各种不同类型的外设。 7.针对不能处理突然发
13、生的非连续传送的设备，如音频和视频设备，USB可以保证其固定带宽。,8为了适应各种不同类型外围设备的要求，USB提供了四种不同的数据传送类型。 9.USB使得多个外围设备可以跟主机通信。最多可级联127个外围设备。 10.携带方便，USB设备大多以“小、轻、薄”见长，对用户来说，同样20G的硬盘，USB硬盘比IDE硬盘要轻一半的重量，在想要随身携带大量数据时，当然USB硬盘会是首要之选了。,三.USB常见设备介绍,USB设备分类 USB在市场上流通的设备越来越多，我对这些产品进行一些分类： 1USB集线器 2输入输出设备 3多媒体设备 4通讯设备 5储存器 6局域网络及其它设备,1.USB集线
14、器 Intel在1998年的时候就演示过111个USB设备同时运行，其实现实生活中我们用不到这么多USB设备。现在主板普遍提供两个或者四个USB Prot。如果你是发烧友，或者追逐设备新潮，要使用USB接口设备的话，这4个USB Prot远远不够，就需要借助USB HUB来扩展出更多的USB端口。USB Hub的产品也不少，内置的USB扩充卡可以通过主板获得电源，而无需外接电源，外接的USB Hub就需要借助外接电源给设备提供额外的电源供应。,我们都知道如果USB Hub没有外接电源只能提供每个接口100mA的电渡，而接了外接电源的USB Hub却可以给每个接口完整的供应500mA的电流。一般
15、我建设使用外接电流，现在一个USB键盘（170mA-200mA）和一个USB鼠标（70mA-90mA）的耗电在240-260mA之间，这样的话USB Hub都已经不堪重负了。 在Windows安装USB Hub，驱动都不用安装，就安装上了。而且不会在信息提示，你用“设备管理器“就能看到“General Purpose USB Hub“的字样。如果你接了多个USB Hub，会出现多个相同字样（接几个USB Hub出几个“General Purpose USB Hub“）。,2.输入输出设备 低速设备： 键盘、鼠标、游戏手挚，都属于低速设备，三者的安装界面都是一样的，如果没有特殊功能，是不要使用驱
16、动的，直接可以由Windows自身的USB设备驱动中找到对应驱动，你要做是是将USB设备直接接入USB Prot或者是USB Hub就能立刻安装，只要放入Windows安装光盘即可，如Win me和平共处Win 2K则连安装光盘都无需。,USB的键盘在安装之前，记得要在BIOS选项中的“Integrated Peripherals“的选项中打开“USB Keyboard Sup put“的选择为“Enable“，否则USB键盘将不能在DOS下正常工作。Windows下依然运作正常，但是一但返回到DOS模式，立刻系统锁死，所以在BIOS中要选择打开相关的选项。有的人说Win ME 和WinNT/
17、Ik没有DOS模式，我不在BIOS打开USB键盘支持是可以正常运作的，这样说非常正确。但是又有人问题，如果进入DOS就死机，那我如何进BIOS，这点大家是多心了，设计的时候，在设备自我检测的时候，就底层状态，没有系统影响，所以依然可以按“Del“键，进入BIOS作更改。,鼠标越来越多采用USB接口，原来鼠标从com口转换为PS/I口，再到现在的USB口，都是为了得到更佳的数据传输和安装拆卸的便捷。在众多USB鼠标中，A4Tech和逻辑的鼠标是比较多功能发展的，所以会要国使用专门的程序来安装，而其它品牌在驱动方面，一般使用Windows自带的即可。 USB的游戏手挚在市场上同样得到广泛应用，而且在安装方面同样简单易用。,
