USB基础知识培训ppt课件.ppt

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1、USB基础知识培训讲师：XXX日期：2019.03.07摘要1USB的产生背景2USB的特点3USB的发展历史和前景4USB规范5USB系统的描述6USB系统的分层7USB信号8USB事务处理1USB的产生背景PC诞生20年来，其外设一直局限于在最常用的鼠标器和打印机而已，这两种外设普遍用到接口的就是串行接口和并行接口。串行接口通常又被简称为串口，英文标识为Serial或COM；并行接口也被简称为并口，英文标识为Parallel或LPT、PRN。串口可以达到115Kbps~230Kbps的数据传输带宽，这个端口一般被用来连接鼠标和Modem等；而并口的数据传输率能达到1Mbps左右，

2、一般被用来连接打印机、扫描仪等对速率要求较高的外设。在USB产生之前，外设与PC机的通信主要是通过PC机主板所提供的各种接口来实现的，如ISA接口、PCI接口、PS/2接口、串行接口、并行接口等。这些老式接口最初是IBM公司在20世纪80年代早期设计提出的，有很多缺陷：（1）非共享式接口，只支持单个外设的连接（2）接口体积庞大，不利于PC机外设的小型化（3）接口规格不一，连接不方便（4）接口为传统的I/O模式，外设被映射为CPU的I/O地址空间，分配一个指定的IRQ或者是一个DMA通道。会带来I/O地址冲突或指定的IRQ已被其他的外设占用等问题。为克服以上缺陷PC机制造商和用户迫切需

3、要一种新型的外设连接方式。这时USB应运而生。USB通用串行总线（UniversalSerialBus）是用于将适用USB的外围设备连接到主机的外部总线结构，其主要是用在中速和低速的外设。USB是由COMPAQ、DIGITAL、IBM、INTEL、MICROSOFT、NEC以及NorthernTelecom七家公司共同开发的一种新的外设连接技术.这一技术将最终解决对串行设备和并行设备如何与计算机相连的争论，大大简化计算机与外设的连接过程。USB是通过PCI总线和PC的内部系统数据线连接，实现数据的传送。USB同时又是一种通信协议，他支持主系统(host)和USB的外围设备(devic

4、e)之间的数据传送。上图串口和并口存在识别上的问题。上图是目前典型的主板集成扩展口的示意图，我们可以看到，并口是25孔D型的接口，而串口是两个9针的接口。而USB接口则是同一的扁形接口。可以明显地看出，串口和并口在数据传输速度上并没有优势。更为致命的是，每个串口或并口上只能连接一个设备，而通常一台电脑只具有两个串口和一个并口。所以，它们都具有扩展能力差的先天不足。另外，虽然现在很多串行/并行设备都可以实现PNP(Plug&&Play，即插即用)，但热插拔仍然是个危险的动作。而USB正是为了解决速度、扩展能力和易用性这三个问题而提出的低成本解决方案。1994年，Intel、Compaq

5、、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Nortel等7家计算机和通讯厂为了解决上述的问题，联合成立了USB论坛，并于1995年11月正式制订了USB0.9通用串行总线（UniversalSerialBus）规范，用于形成统一的PC外设接口标准。而USB1.1是目前支持USB的计算机与外设上普遍采用的标准，它提供全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)的两种速率来适应各种不同类型的外设。具体而言，使用USB接口，您可以将各种不同的设备使用“菊花链”方式连接在PC上，并且最大可支持多至127个设备，加上即插即用以及热插拔，与古老的串口以及并口相比，在使用上方便了许多。

6、2USB的特点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(hotplug)，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，动态的加载驱动程序。其他普通的外围连接标准，如SCSI(见说明）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.U

7、SB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直接连接到Hub或者是连接到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生的非连续传