USB驱动程序设计(1)—USB总线介绍

1.USB发展史

  • USB(Universal Serial Bus ),通用串行总线,是一种外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的,自1996年推出后,已成功替代串口和并口,成为当今个人电脑和大量智能设备的必配接口之一。
  • USB1.0出现在1996年的,速度只有1.5Mb/s,1998年升级为USB 1.1,速度也提升到12Mb/s,称之为”full speed
  • USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps ,称之为”high speed
  • USB3.0提供了十倍于USB 2.0的传输速度和更高的节能效率,被称为”super speed

2.USB硬件接口

  • 标准A口

  • 标准B口

  • mini-usb

  • micro-usb

3.USB信号线

  • USB接口有4根线,两根电源线,两根信号线。USB接口的输出电压和电流是:+5V 500mA
    • USB电源: 标有VCC、Power、5V、 5VSB字样
    • USB数据线:(正)DATA+USBD+ PD+USBDT+
    • USB数据线(负)DATA-USBD- PD-、USBDT-                                   
    • 地线GNDGround
  • USB的信号线是通过差分通信的,当这2根线的电压差大于200mV的时候,表示数据线上创建的是1信号,如果小于200mV则表示传输的是0信号。

4.USB系统拓扑结构

  • 在这个拓扑结构中充当主机的是我们的PC机,它里面有一个USB主控制器。集线器大家都知道,设备就是USB设备了。
  • 对于每个USB系统来说,都有一个称为主机控制器的设备,该控制器和一个根Hub作为一个整体。这个根Hub下可以接多级的Hub,每个子Hub又可以接子Hub。每个USB设备作为一个节点接在不同级别的Hub上,每条USB总线上最多可以接127个设备。
  • 常见的USB主控制器规格有:
    • OHCI主要是非PC系统(嵌入式系统)上的USB芯片,一般使用USB1.1标准
    • UHCI:主要用于PC机系统,大多是Intel和Via主板上的USB控制器芯片。他们都是由USB1.1规格的。
    • EHCI:它是有Intel等几个厂商研发,兼容OHCI、UHCI ,遵循USB2.0规范。
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