usb专题

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。

USB的沿革

　　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3.0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（USB3.0标准为9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个外设，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各版本区别版本最大传输速率速率称号最大输出电流协议推出时间：

　　USB1.0：1.5Mbps(192KB/s)低速(Low-Speed)500mA……1996年1月

　　USB1.1：12Mbps(1.5MB/s)全速(Full-Speed)500mA……1998年9月

　　USB2.0：480Mbps(60MB/s)高速(High-Speed)500mA……2000年4月

　　USB3.0：5Gbps(640MB/s)超速(Super-Speed)900mA……2008年11月

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（英特尔）、NEC、Compaq、DEC、IBM（商业机器公司）、Microsoft（微软）、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，比较普遍的是USB2.0接口，它的传输速度为480Mbps每秒。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0.1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。

　　电脑USB端口可以提供最大电流为500mA。

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。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 3.0 简介

英特尔公司（Intel）和业界领先的公司一起携手组建了USB 3.0推广组，旨在开发速度超过当今10倍的超高效USB互联技术。该技术是由英特尔，以及惠普（HP）、NEC、NXP半导体以及德州仪器（Texas Instruments）等公司共同开发的，应用领域包括个人计算机、消费及移动类产品的快速同步即时传输。随着数字媒体的日益普及以及传输文件的不断增大——甚至超过25GB，快速同步即时传输已经成为必要的性能需求。

　　USB 3.0 具有后向兼容标准，并兼具传统USB技术的易用性和即插即用功能。该技术的目标是推出比目前连接水平快10倍以上的产品，采用与有线USB相同的架构。除对USB 3.0规格进行优化以实现更低的能耗和更高的协议效率之外，USB 3.0 的端口和线缆能够实现向后兼容，以及支持未来的光纤传输。

　　“从逻辑上说USB 3.0将成为下一代最普及的个人电脑有线互联方式”，英特尔技术战略师Jeff Ravencraft说道，“数字时代需要高速的性能和可靠的互联来实现日常生活中庞大数据量的传输。USB 3.0可以很好地应对这一挑战，并继续提供用户已习惯并继续期待的USB易用性体验。”

　　英特尔公司成立USB 3.0推广组之初就希望USB设计学会（USB-IF）可以作为USB 3.0规格的行业协会。完整的USB 3.0规格有望于2008年上半年推出，USB 3.0初步将采用离散硅的形式。

　　USB 3.0推广组，包括惠普、英特尔、NEC、NXP半导体以及德州仪器，致力于保护已有USB设备驱动器基础设施和投资、USB的外观以及方便使用的特性，同时继续发扬USB这种卓越技术的功能。

　　“我们对USB 2.0以及无线USB技术的支持彰显了惠普致力于为客户提供可靠的外围设备互联方式”，惠普公司负责打印成像与消费市场部门（Consumer Inkjet Solutions）的副总裁Phil Schultz说，“现在借助USB 3.0，我们将为客户创造打印机、数码相机及其他外围设备与个人电脑互联的更佳体验。”

　　“英特尔在两代USB技术的开发和采用方面均走于行业前列，USB现在已经成为最受欢迎的计算和手持电子设备外围接口”，英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理帕特·基辛格（Patrick Gelsinger）表示，“由于市场发展支持客户对庞大数据进行存储和传输的需求，我们希望开发出第三代USB技术，可以利用现有的USB界面并对其进行优化来满足这些需求。”

　　“自首次安装有线USB以来，NEC一直都是USB技术的支持者”，NEC电子SoC系统部门总经理Katsuhiko Itagaki说道，“现在是时候进一步发展这个业已成功的互联接口以满足市场对庞大数据传输速度的更高需求，从而尽量缩短用户等待的时间。”

　　“NXP很高兴与其它顶级公司携手推进世界领先的互联技术来满足下一代外围设备的需求”，NXP半导体商业互联娱乐（Business Line Connected Entertainment）战略和业务发展部总监Pierre-Yves Couteau说，“作为USB半导体解决方案的领先提供商，NXP致力于推动超高速USB的标准化和应用。”

　　“随着高速USB在个人计算、消费电子以及移动等各种细分市场内的普及，我们预计USB 3.0将迅速取代USB2.0端口成为高带宽应用领域的事实标准”，德州仪器Worldwide ASIC副总裁Greg Hantak表示，“德州仪器非常兴奋USB 3.0的卓越性能将进一步拓展USB的应用领域并为用户带来更佳的体验。”

　　关于USB 设计学会 （Universal Serial Bus Implementers Forum）

　　非盈利组织USB设计论坛（USB-IF）成立的宗旨是为USB技术的发展和普及提供支持。通过其标识和认证项目，USB-IF为高质量、兼容性USB设备的开发提供协助，USB-IF还大力宣传USB的优势以及经其认证的产品的质量。

USB常用芯片

低速 IC，传输速率1.5MBit/S

　　EM78M612: 16PIN,18PIN,20PIN,24PIN,112 BYTE RAM,2K ROM带有A/D，EEPROM，PWM功能,有EP0和EP1两个端点。

　　EM78M611: 20PIN,24PIN,40PIN,44PIN(QFP),144BYTE RAM ,6K ROM,A/D,EEPROM, PWM功能，有EP0,EP1,EP2三个端点。

全速 IC：传输速率12MBit/S

　　EM78M680： 20PIN,24PIN,40PIN,44PIN(QFP),271 BYTE RAM ,6K ROM,A/D,EEPROM, PWM功能，有5个端点。

　　全速 IC：传输数率12MBIT/S

　　EM77F900: 100PIN;1.3K RAM,16K FLASH,48MHz (1 clocks/cycle);带A/D,PWM,SPI,USB HUB,BB等功能，有4个端点.

　　USB控制芯片：CY7C68013，CH375，CP2102， FT232BL， MAX232，TL16C750等^[4]

　　高速IC：传输速度480Mbit/s

　　USB控制芯片：FT2232H，cy7c68013等

USB接口定义

标准 USB 接口标准 USB 连接器触点 　　

触点	功能（主机）	功能（设备）
1	VBUS (4.75－5.25 V)	VBUS (4.4－5.25 V)
2	D-	D-
3	D+	D+
4	接地	接地

　

USB 信号使用分别标记为 D+ 和 D- 的双绞线传输，它们各自使用 半双工的差分信号 并协同工作，以抵消长导线的电磁干扰。

USB 2.0

　　USB是英文Universal Serial Bus的缩写，中文含义是“通用串行总线”。它是一种应用在计算机领域的新型接口技术。早在1995年，就已经有个人电脑带有USB接口了，但由于缺乏软件及硬件设备的支持，这些个人电脑的USB接口都闲置未用。1998年后，随着微软在Windows 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逐步成为个人电脑的标准接口已经是大势所趋。在主机端，最新推出的个人电脑几乎100%支持USB；而在外设端，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。 　　USB设备之所以会被大量应用，主要具有以下优点： 　　1、可以热插拔。这就让用户在使用外接设备时，不需要重复“关机将并口或串口电缆接上再开机”这样的动作，而是直接在电脑工作时，就可以将USB电缆插上使用。 　　2、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。 　　3、标准统一。大家常见的是IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪，可是有了USB之后，这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。 　　4、可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往具有多个接口，可以同时连接几个设备，如果接上一个有四个端口的USB HUB时，就可以再连上；四个USB设备，以此类推，尽可以连下去，将你家的设备都同时连在一台个人电脑上而不会有任何问题(注：最高可连接至127个设备)。但是，为什么又出现了USB2.0呢？它与USB1.1又有何区别？请别急，下面就会谈到了。

USB2.0规范使用

　　注意：本文所说的Mbps乃是“兆位每秒”，并不是我们日常用的“兆字节每秒”。一字节等于八位。 　　这里有必要先说清楚一下USB2.0规范的由来。USB2.0技术规范是有由Compaq、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC、Philips共同制定、发布的，规范把外设数据传输速度提高到了480Mbps，是USB 1.1设备的40倍！但按照原定计划新的USB 2.0标准只是准备把这个标准定在240Mbps，后来，经过努力将它提高到了480Mbps。 　　由于当时制订的标准有了变化，USB规范就产生了三种速度选择：480Mbps、12Mbps、1.5Mbps。 而2003年6月份，当USB2.0标准开始逐渐深入人心之后，USB协会重新命名了USB的规格和标准，也许当时USB协会的举措只是为了更好的统一标准而不至于混乱，但也许USB协会没想到这个标准给闪存盘和MP3市场造成一个混乱的局面。 　　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 2.0 High-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。 　　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40M的图片，需要半分钟之久。 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标准快四十倍左右，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40M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。 　　不言而喻，现在市面上不少闪存盘和MP3采用的USB 2.0，其实就是原来USB1.1的，被USB协会命名为Full Speed的USB2.0版本。速度上只有12Mbps，与高速版的480Mbps有很大的差距。 　　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。

要启用 USB 2.0：

　　1。系统重启（或加电）。

　　2。在 POST（加电自检）过程中按“F2”，进入系统 BIOS 设置程序。

　　3。使用箭头键（向左和向右）选择“高级”菜单。

　　4。选择“USB 配置”并按 <Enter>。

　　5。启用“高速 USB”。

　　6。按“F10”保存并退出 BIOS 设置程序。 ( 高速 USB 2.0 控制器现在已经启用，在下一次正常启动周期中，操作系统应该检测到新硬件。

　　USB电缆的长度在不加级连装置的情况下为小于5m

不进入BIOS将usb变为2.0的方法

　　1.先把自己的移动硬盘插到usb接口上，等全部好了，右键单击我的电脑点属性，再点硬件，再点设备管理，再点通用串行总线控制器把自己的卸载掉,我的是USB Mass Storage Device

　　(直接右键单击USB Mass Storage Device选卸载，如果你的弄出来和我不一样最好不要乱来啊!)

　　2.刚才插在usb接口上的移动硬盘（你插上去的东西也一样）别拔下来，去下载一个 usb2.0 intel 驱动程序。

　　3.运行你下的usb2.0 intel 驱动程序，接口上的移动硬盘（你插上去的东西也一样）会被连接好，这是你的usb就是2.0的了，我自己试过usb2.0的的传输速度比低版本的usb要快3倍。

 USB接口有3种类型：

- Type A：一般用于PC
- Type B：一般用于USB设备
- Mini-USB：一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器以及移动硬盘等

USB的Type A接口

 

左边接头为Type A（连接PC），右为Type B（连接设备）

 

移动硬盘盒上的USB Type B接口

 

带Mini-USB接口的USB线

 

数码相机上的Mini-USB接口

 

各种接口都用同样的USB标志