18新利最新登入USB端口的工作原理

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USB数据线可以让你把配件连接到你的电脑上伊莎贝尔·帕维亚/盖蒂图片社

几乎所有电脑你今天买的东西都有一个或多个通用串行总线连接器。这些USB连接器可以让你连接老鼠打印机和其他配件到您的电脑快速,轻松。的操作系统也支持USB,所以设备驱动程序的安装是快速和简单的,太。与其他连接设备到计算机的方式相比(包括并行端口串行端口以及安装在电脑机箱内的特殊卡),USB设备非常简单。

在本文中,我们将从用户和技术角度来研究USB端口。您将了解为什么USB系统如此灵活,以及它如何能够如此轻松地支持如此多的设备-这真的是一个惊人的系统。18新利最新登入

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任何接触过计算机一段时间的人都知道通用串行总线试图解决的问题——在过去,将设备连接到计算机一直是一个令人头痛的问题。

  • 打印机连接到并行打印机端口,而大多数电脑只有一个。像外部存储介质,需要高速连接到计算机,将使用并行端口同样,通常成功有限,速度也不高。
  • 调制解调器使用串行端口但一些打印机和各种奇怪的东西,如个人数字助理(pda)和数码相机.大多数计算机最多只有两个串行端口,在大多数情况下速度非常慢。
  • 需要更快连接速度的设备自带卡,必须放入电脑机箱内的卡槽中。不幸的是,卡槽的数量是有限的,有些卡很难安装。

USB的目标就是结束所有这些令人头痛的问题。通用串行总线为您提供了一种单一的、标准化的、易于使用的连接方式127台设备一台电脑。

现在几乎所有外设都有USB版本。您今天可以购买的USB设备示例列表包括:

在下一节中,我们将查看USB电缆和连接器,使您的计算机与这些设备通信。

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USB电缆和连接器

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矩形插座是典型的USB插座。

将USB设备连接到计算机很简单——你在计算机背面找到USB连接器,然后将USB连接器插入计算机。

如果是新设备操作系统自动检测它,并要求驱动程序磁盘。如果该设备已经安装,计算机将激活它并开始与它通话。USB设备可以随时连接和断开。

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一个典型的USB连接器,称为“A”连接

许多USB设备都自带自带的数据线,数据线上有一个“A”连接。如果不是,那么设备上有一个接受USB“B”连接器的插座。

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典型的“B”型连接

USB标准使用“A”和“B”连接器以避免混淆:

  • 一个连接器朝向计算机“上游”。
  • B连接器“下行”并连接到各个设备。

通过在上游和下游端使用不同的连接器,这是不可能混淆的——如果你将任何USB电缆的“B”连接器连接到设备上,你知道它会工作。类似地,你可以把任何一个“A”连接器插入任何一个“A”插座,并且知道它会工作。

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USB集线器

你现在买的大多数电脑都至少有一个或两个USB接口。但是市场上有这么多USB设备,你很容易很快就用完了插座。例如,你可以让键盘、鼠标、打印机、麦克风和网络摄像头都运行在USB技术上,那么显而易见的问题是,“如何连接所有设备?”18新利最新登入

解决这个问题的简单方法就是买一个便宜的USB集线器。USB标准支持多达127个设备,USB集线器是该标准的一部分。

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一个典型的USB四端口集线器接受4个“A”连接。

一个集线器通常有四个新端口,但也可能有更多。您将集线器插入计算机,然后将您的设备(或其他集线器)插入集线器。通过将集线器连接在一起,您可以在一台计算机上建立数十个可用的USB端口。

集线器可以通电或不通电。正如你将在下一页看到的,USB标准允许设备从USB连接中获取能量。像打印机或扫描仪这样的大功率设备将有自己的电源,但像鼠标和数码相机这样的低功耗设备则从总线获得电源,以简化它们。电源(USB 2.0高达500毫安(5伏),USB 3.0高达900毫安)来自电脑。如果你有很多自供电设备(如打印机和扫描仪),那么你的集线器就不需要供电——连接到集线器的任何设备都不需要额外的电力,所以计算机可以处理它。如果你有很多像鼠标和相机这样的无电源设备,你可能需要一个有电源的集线器。这个中心有它自己的变压器它还为总线供电,这样设备就不会使计算机的电源过载。

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USB流程

当主机启动时,它会查询所有连接到总线的设备,并为每个设备分配一个地址。这个过程叫做枚举——设备连接到总线时也会被枚举。主机还从每个设备中找出它希望执行的数据传输类型:

  • 中断-一种像鼠标或键盘,它将发送很少的数据,将选择中断模式。
  • 散装—像打印机这样的设备,以一个大的数据包接收数据,采用批量传输模式。一个数据块被发送到打印机(以64字节块为单位),并进行验证以确保它是正确的。
  • 同步-流媒体设备(如演讲者)使用等时模式。设备与主机之间的数据流是实时的,没有纠错。

主机还可以通过控制报文发送命令或查询参数。

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当设备被枚举时,主机将跟踪所有同步和中断设备正在请求的总带宽。它们可以消耗高达90%的可用带宽480mbps (USB 3.0将速度提高到每秒4.8千兆比特)。用完90%后,主机拒绝访问任何其他同步或中断设备。控制包和用于批量传输的包将使用剩余的带宽(至少10%)。

通用串行总线将可用带宽划分为帧,由主机控制帧。帧包含1500字节,每毫秒开始一个新的帧。在帧期间,同步和中断设备获得一个插槽,以保证它们需要的带宽。大容量和控制传输使用任何剩余的空间。如果您想了解更多,文章末尾的技术链接包含了许多细节。

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USB功能

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在USB电缆内部:有两根电源线- +5伏(红色)和接地(棕色)-和一对双绞线(黄色和蓝色)来传输数据。电缆也是屏蔽的。

通用串行总线具有以下特点:

  • 计算机充当主机。
  • 多达127个设备可以直接或通过USB集线器连接到主机。
  • 单个USB电缆可以长达5米;有了集线器,设备距离主机最远可达30米(6根电缆的价值)。
  • 使用USB 2.0,总线的最大数据速率为每秒480兆比特(是USB 1.0速度的10倍)。
  • USB 2.0电缆有两根电源线(+5伏和接地)和一对双绞线来传输数据。USB 3.0标准增加了4根数据线。USB 2.0一次只能向一个方向(下游或上游)发送数据,而USB 3.0可以同时向两个方向传输数据。
  • 在电源线上,计算机可以在5伏电压下提供高达500毫安的电力。一根USB 3.0电缆可以提供高达900毫安的电力。
  • 低功耗设备(如鼠标)可以直接从总线获取电力。大功率设备(如打印机)有自己的电源,从总线消耗最小的功率。集线器可以有自己的电源,为连接到集线器的设备提供电力。
  • USB设备支持热插拔这意味着你可以随时把它们插到公交车上,也可以随时拔下来。USB 3.0电缆与USB 2.0端口兼容——你不会得到与USB 3.0端口相同的数据传输速度,但数据和电源仍然可以通过电缆传输。
  • 许多USB设备可以在主机进入省电模式时进入休眠状态。

连接到USB端口的设备依靠电缆传输电力和数据。

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USB 2.0及3.0

USB 2.0标准于2000年4月发布,是USB 1.1的升级版。

usb2.0 (高速USB)可为多媒体及储存应用提供额外频宽,而数据传输速度则比USB 1.1快40倍。为了让消费者和制造商都能顺利过渡,USB 2.0与原始USB设备完全向前和向后兼容,也可以使用为原始USB制造的电缆和连接器。

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支持三种速度模式(1.5、12和480兆每秒),USB 2.0支持低带宽设备,如键盘而且老鼠以及高分辨率等高带宽设备网络摄像头扫描仪打印机和高容量存储系统.USB 2.0的部署让PC行业的领导者们得以在PC外设的开发上奋勇前进,以补充现有的高性能PC。除了改进功能和鼓励创新之外,USB 2.0还提高了用户应用程序的工作效率,允许用户同时运行多个PC应用程序或同时运行多个高性能外设。

USB 3.0 (SuperSpeed USB)标准于2008年11月17日正式发布[来源:所有的USB].USB 3.0的速度是USB 2.0的10倍,达到每秒4.8千兆比特。它适用于传输高清视频片段或将整个硬盘备份到外部驱动器等应用。随着硬盘容量的增长,对高速数据传输方法的需求也在增加。

USB 3.0标准的普及一直很缓慢。芯片制造商必须设计支持USB 3.0的主板硬件。电脑用户可以选择购买可以安装在电脑上的USB 3.0支持卡。但是硬件支持只是问题的一部分——您还需要来自操作系统的支持。尽管微软宣布Windows 7最终将支持USB 3.0标准,但该公司发布的操作系统并没有支持USB 3.0。Linux操作系统的最新发行版支持USB 3.0。

你可能认为数据传输电缆不会引起争议。但是一些记者,如ZDNet的作者Adrian Kingsley-Hughes认为,USB 3.0采用缓慢的一个原因是英特尔故意推迟了支持USB 3.0的主板的生产,以便让自己的产品领先一步[来源:Kingsley-Hughes]。这个乘积是光峰这是一种数据传输技术,其初始最高数据传输速度为10gb / s,未来的理论速度将达到100gb / s。由于英特尔是主要的芯片制造商,目前只有少数由其他公司生产主板的电脑支持USB 3.0。

英特尔的代表否认了这种说法。公司高管曾表示,Light Peak技术不会取代USB端口,Light Peak和USB 3.0将协同工作。与此同时,你可以在今天的市场上找到包含USB 3.0的电脑和配件。

有关USB和相关主18luck手机登录题的更多信息,请查看下一页的链接。

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常见问题解答

USB接口有哪些类型?
USB接口分为USB Type A、USB Type B和USB Type C三种类型。

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  • 陈,诺曼。“关于USB 3.0你需要知道的一切,加上第一张拼接电缆的照片。”最大的个人电脑。2008年8月18日。(2011年1月28日)http://www.maximumpc.com/article/features/everything_you_need_know_about_usb_30_plus_first_spliced_cable_photos
  • 欧罗巴。“协调流动电话通用充电器的充电能力-常见问题”2009年6月29日(2011年1月31日)http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=MEMO/09/301
  • USB的一切。“超速USB 3.0常见问题。”2011年2月1日。(2011年2月1日)http://www.everythingusb.com/superspeed-usb.html
  • 法斯,瑞安。“光峰会把USB 3.0甩在身后吗?”它的世界。2010年11月5日。(2011年1月31日)http://www.itworld.com/hardware/126694/will-light-peak-leave-usb-30-dust
  • 甘尼萨,保罗。“英特尔的Light Peak技术可能会杀死USB 3.0。”《连线》杂志。2010年4月15日。(2011年1月28日)http://www.wired.com/gadgetlab/2010/04/intels-light-peak-technology-could-kill-usb-30/
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  • Kingsley-Hughes,艾德里安。“英特尔推迟USB 3.0是为了给光峰带来优势吗?”ZDNet。2010年6月3日(2011年1月31日)http://www.zdnet.com/blog/hardware/is-intel-delaying-usb-30-to-give-light-peak-an-advantage/8493
  • Knupffer,尼克。“USB 3.0为大众-消除神话。”英特尔。2008年6月11日(2011年1月31日)http://blogs.intel.com/technology/2008/06/usb_30_for_the_masses_dispelli.php
  • 莉莉,保罗。英特尔的Light Peak技术vs USB 3.0测试。2010年4月15日。(2011年1月28日)http://www.tested.com/news/intels-light-peak-technology-vs-usb-30/160/
  • 梅利莎·佩伦森;“USB 3.0终于来了。”PCWorld的这个清单。2010年1月10日。(2011年1月28日)http://www.pcworld.com/article/186566/usb_30_finally_arrives.html
  • 通用串行总线。“USB 3.0规范。”(2011年1月28日)http://www.usb.org/developers/docs/
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