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什么是USB

什么是USB 
 
术语名称:USB

术语解释:通用串行总线是一种即插即用的接口,也是连接计算机与外设的手段。


USB ,是英文Universal Serial BUS(通用串行总线)的缩写,而其中文简称为“通串线,是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。

简述】
  不过直到近期,它才得到广泛地应用。从1994年11月11日发表了USB V0.7版本以后,USB版本经历了多年的发展,到现在已经发展为2.0版本,成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0,各USB版本间能很好的兼容。USB用一个4针插头作为标准插头,采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来,最多可以连接127个外部设备,并且不会损失带宽。USB需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片组,主板上也安装有USB接口插座,而且除了背板的插座之外,主板上还预留有USB插针,可以通过连线接到机箱前面作为前置USB接口以方便使用(注意,在接线时要仔细阅读主板说明书并按图连接,千万不可接错而使设备损坏)。而且USB接口还可以通过专门的USB连机线实现双机互连,并可以通过Hub扩展出更多的接口。USB具有传输速度快(USB1.1是12Mbps,USB2.0是480Mbps, USB3.0是5 Gbps),使用方便,支持热插拔,连接灵活,独立供电等优点,可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等,几乎所有的外部设备。
  USB接口可用于连接多达127种外设,如鼠标、调制解调器和键盘等。USB自从1996年推出后,已成功替代串口和并口,并成为当今个人电脑和大量智能设备的必配的接口之一。
  USB的版本
  第一代:USB 1.0/1.1的最大传输速率为12Mbps。1996年推出。
  第二代:USB 2.0的最大传输速率高达480Mbps。USB 1.0/1.1与USB 2.0的接口是相互兼容的。
  第三代:USB 3.0 最大传输速率5Gbps, 向下兼容USB 1.0/1.1/2.0
  usb的应用:
   随着计算机硬件飞速发展,外围设备日益增多,键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所共知,数码相机、MP3随身听接踵而至,这么多的设备,如何接入个人计算机?USB就是基于这个目的产生的。USB是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口,其规格是由Intel、NEC、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、Northern Telecom联系制定的。
  USB1.1标准接口传输速率为12Mbps,但是一个USB设备最多只可以得到6Mbps的传输频宽。因此若要外接光驱,至多能接六倍速光驱,无法再高。而若要即时播放MPEG-1的VCD影片,至少要1.5Mbps的传输频宽,这点USB办得到,但是要完成数据量大四倍的MPEG-2的DVD影片播放,USB可能就很吃力了,若再加上AC-3音频数据,USB设备就很难实现即时播放了。
  一个USB接口理论上可以支持127个装置,但是目前还无法达到这个数字。其实,对于一台计算机,所接的周边外设很少有超过10个的,因此这个数字是足够我们使用的。
  USB还有一个显著优点就是支持热插拔,也就是说在开机的情况下,你也可以安全地连接或断开USB设备,达到真正的即插即用。
  不过,并非所有的Windows系统都支持USB。目前,Windows系统中有许多不同的版本,在这些版本中,只有Windows98以上版本的系统对USB的支持较好,而其他的Windows版本并不能完整支持USB。例如Windows95的零售版是不支持USB的,只有后来与PC捆绑销售的Windows95版本才支持USB。
  目前USB设备虽已被广泛应用,但比较普遍的却是USB1.1接口,它的传输速度仅为12Mbps。举个例子说,当你用USB1.1的扫描仪扫一张大小为4M的图片,需要四秒钟之久。 这样的速度,让用户觉得非常不方便,如果有好几张图片要扫的话,就得要有很好的耐心来等待了。
  用户的需求,是促进科技发展的动力,厂商也同样认识到了这个瓶颈。这时, COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS这7家厂商联合制定了USB 2.0接口标准。USB 2.0将设备之间的数据传输速度增加到了480Mbps,比USB 1.1标准快40倍左右,速度的提高对于用户的最大好处就是意味着用户可以使用到更高效的外部设备,而且具有多种速度的周边设备都可以被连接到USB 2.0的线路上,而且无需担心数据传输时发生瓶颈效应。
  所以,如果你用USB 2.0的扫描仪,就完全不同了,扫一张4M的图片只需半秒钟左右的时间,一眨眼就过去了,效率大大提高。
  而且,USB2.0可以使用原来USB定义中同样规格的电缆,接头的规格也完全相同,在高速的前提下一样保持了USB 1.1的优秀特色,并且,USB 2.0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。
  USB2.0兼容USB1.1,也就是说USB1.1设备可以和USB2.0设备通用,但是这时USB2.0设备只能工作在全速状态下(12Mbit/s)。USB2.0有高速、全速和低速三种工作速度,高速是480Mbit/s,全速是12Mbit/s,低速是1.5Mbit/s。其中全速和低速是为兼容USB1.1和USB1.0而设计的,因此选购USB产品时不能只听商家宣传USB2.0,还要搞清楚是高速、全速还是低速设备。USB总线是一种单向总线,主控制器在PC机上,USB设备不能主动与PC机通信。为解决USB设备互通信问题,有关厂商又开发了USB OTG标准,允许嵌入式系统通过USB接口互相通信,从而甩掉了PC机。
  新USB2.0规范重新命名了USB标准将原先的USB 1.1改成了USB 2.0 Full Speed(全速版),同时将原有的USB 2.0改成了USB 2.0High-Speed(高速版),并同时公布了新的标识。不言而喻,高速版的USB 2.0速度当然超过全速版的USB 2.0。
  【USB vs IEEE1394】一、USB与IEEE1394的相同点主要有哪些?
  两者都是一种通用外接设备接口。
  两者都可以快速传输大量数据。
  两者都能连接多个不同设备。
  两者都支持热插拨。
  两者都可以不用外部电源。
  二、USB与IEEE1394的不同点有哪些?
  两者的传输速率不同。USB的传输速率与IEEE1394的速率比起来真是小巫见大巫了。USB的传输速率现在只有480Mbps,只能连接键盘、鼠标与麦克风等低速设备,而IEEE1394可以使用3.2Gbps,可以用来连接数码相机、扫描仪和信息家电等需要高速率的设备。
  两者的结构不同。USB在连接时必须至少有一台电脑,并且必须需要HUB来实现互连,整个网络中最多可连接127台设备。IEEE1394并不需要电脑来控制所有设备,也不需要HUB,IEEE1394可以用网桥连接多个IEEE1394网络,也就是说在用IEEE1394实现了63台IEEE1394设备之后也可以用网桥将其他的IEEE1394网络连接起来,达到无限制连接。
  两者的智能化不同。IEEE1394网络可以在其设备进行增减时自动重设网络。USB是以HUB来判断连接设备的增减了。
  两者的应用程度不同。现在USB已经被广泛应用于各个方面,几乎每台PC主板都设置了USB接口,USB2.0也会进一步加大USB应用的范围。IEEE1394现在只被应用于音频、视频等多媒体方面。
【前置USB接口】
  前置USB接口是位于机箱前面板上的USB扩展接口。目前,使用USB接口的各种外部设备越来越多,例如移动硬盘、闪存盘、数码相机等等,但在使用这些设备(特别是经常使用的移动存储设备)时每次都要钻到机箱后面去使用主板板载USB接口显然是不方便的。前置USB接口在这方面就给用户提供了很好的易用性。目前,前置USB接口几乎已经成为机箱的标准配置,没有前置USB接口的机箱已经非常少见了。
  前置USB接口要使用机箱所附带的USB连接线连接到主板上所相应的前置USB插针(一般是8针、9针或10针,两个USB成对,其中每个USB使用4针传输信号和供电)上才能使用。在连接前置USB接口时一定要事先仔细阅读主板说明书和机箱说明书中与其相关的内容,千万不可将连线接错,不然会造成USB设备或主板的损坏。
  另外,由于USB2.0接口输出电压为5V,输出电流为500mA。使用前置USB接口时要注意前置USB接口供电不足的问题,在使用耗电较大的USB设备时,要使用外接电源或直接使用机箱后部的主板板载USB接口,以避免USB设备不能正常使用或被损坏。
【USB口硬盘盒】
  目前的主流,其最大优点是使用方便,支持热插拔和即插即用。USB有两种标准:一种是USB1.1接口,其传输速度只有12Mbps,一种是USB2.0接口,其传输速度高达480Mbps。目前的主板上的USB都支持USB1.1,但USB 2.0只有较新的主板才能支持,购买时根据个人情况选择产品,虽然USB2.0向下兼容USB1.1,但支持USB2.0接口的移动硬盘盒比USB1.1的要贵一些。
【无线USB】
  USB开发者论坛的主席兼英特尔公司的技术策略官Jeff Ravencraft表示,无线USB技术将帮助用户在使用个人电脑连接打印机、数码相机、音乐播放器和外置磁盘驱动器等设备时,从纷繁复杂的电缆连线中解放出来。无线USB标准的数据传输速率与目前的有线USB 2.0标准是一样的,均为每秒480M,两者的区别在于无线USB要求在个人电脑或外设中装备无线收发装置以代替电缆连线。
  在英特尔开发者论坛举办的前夕,Ravencraft称,首先采用这一标准的将是外置磁盘驱动器、数码相机和打印机。而越来越多的产品将在今年第三季度开始推向市场。
  为了使无线USB标准得以实用,必须改善这一技术的一些不足。在星期一,USB标准小组宣布了无线联盟规范,以确保只有经过认证才能让电脑和外设通过无线USB连接起来。
  Ravencraft补充,一直以来USB标准已经广泛的用于将数码相机、扫描仪、手机、PDA、DVD刻录机和其他设备与个人电脑的连接。而无线联盟规范则详细规定了个人电脑和外设如何通过无线USB进行连接,一台电脑最多可以同时连接127个外设。
  无线联盟规范规定了两种建立连接的方法。第一种方法是电脑和外设先用电缆连接起来,然后再建立无线连接以供以后使用。第二种方法是外设可以提供一串数字,用户在建立连接的时候输入到电脑里面。
  无线USB采用超宽带技术进行通信。目前无线局域网的802.11g协议采用位于2.4GHz附近的一小段频带进行通信,而超宽带技术则采用从3.1GHz到10.6GHz的频带进行通信。超宽带的信号水平足够低,因此对于其他无线通信技术来说,超宽带信号的影响类似于噪声。
  无线网络目前广泛使用的技术是IEEE的802.11标准,也就是英特尔所推动的Wi-Fi。这一技术广泛的使用在笔记本电脑上,甚至部分尼康公司和佳能公司的数码相机也采用这一技术。而无线USB技术则是一个完全不同的技术,由于这一技术实现上相对简单同时功耗只有802.11的一半,因此不少厂商都更愿意采用无线USB技术。
  Ravencraft表示,在高端的手机和数码相机上采用802.11技术,关键是要解决电池寿命问题。而厂商们发现超宽带技术是解决这一问题的最好的办法。
  在距离电脑10英尺范围内,无线USB设备的传输速率将保持每秒480M。如果在30英尺范围内,传输速率将下降到每秒110M。然而随着技术的发展,无线USB的传输速率将会超过每秒1G甚至更快。
  目前超宽带技术不仅可以用于无线USB连接中,还可以在蓝牙和IEEE的1394火线连接甚至WiNet短距离连接中使用。
【USB的不同接口与数据线】
  随着各种数码设备的大量普及,特别是MP3和数码相机的普及,我们周围的USB设备渐渐多了起来。然而这些设备虽然都是采用了USB接口,但是这些设备的数据线并不完全相同。这些数据线在连接PC的一端都是相同的,但是在连接设备端的时候,通常出于体积的考虑而采用了各种不同的接口。
  绝大部分数码产品连接线的接头除了连在PC上的都一样,另外一头也都是遵循着标准的规格。
  USB是一种统一的传输规范,但是接口有许多种,最常见的就是咱们电脑上用的那种扁平的,这叫做A型口,里面有4根连线,根据谁插接谁分为公母接口,一般线上带的是公口,机器上带的是母口。
  ●USB A型公口
  右上面的图片是最常见的USB A型公口
  常见Mini B型5Pin接口:
  接下来就是在数码产品上最常见的接口了,由于数码产品体积所限,所以通常用的是Mini B型接口,但是Mini B型接口也有许多种类。
  ●Mini B型5Pin
  右面的图为Mini B型5Pin接口示意图
  这种接口可以说是目前最常见的一种接口了,这种接口由于防误插性能出众,体积也比较小巧,所以正在赢得越来越的厂商青睐,现在这种接口广泛出现在读卡器、MP3、数码相机以及移动硬盘上。
  下图为:Sony F828上的Mini B型5Pin接口
  目前采用这种接口的设备目前有SONY相机、摄像机和MP3,Olympus相机和录音笔,佳能相机和惠普的数码相机等等,数量相当繁多。
  常见Mini B型4Pin接口:
  除了前面我们看到的最常见的Mini B型5Pin的接口以外,Mini B型还有很多种别的接口,其中的一些也比较常见。
  ●Mini B型4Pin
  右图为:Mini B型4Pin的接口
  下图为:Mini B型4Pin的接口的转接线缆
  这种接口常见于以下品牌的数码产品:奥林巴斯的C系列和E系列,柯达的大部分数码相机,三星的MP3产品(如Yepp),SONY的DSC系列,康柏的IPAQ系列产品……
  富士Mini B型4Pin Flat接口:
  Mini B型4Pin还有一种形式,那就是Mini B型4Pin Flat。顾名思义,这种接口比Mini B型4Pin要更加扁平,在设备中的应用也比较广泛。
  ●富士Mini B型4Pin Flat
  右图为:Mini B型4Pin Flat接口
  这种接口和前面讲
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