USB20技术规范(中文)
第1章
绪论
1.1起因
Intel公司开发的通用串行总线架构(USB)
的目的主要基于以下三方面考虑
(一)
(二)
易用性众所周知,PC机的改装是极不灵活的对用户友好的图形化接口和一些
软硬件机制的结合
加上新一代总线结构使得计算机的冲突大量减少且易于改装但以
终端用户的眼光来看PC机的输入/
输出如串行/并行端口键盘鼠标操纵杆接口等均还没有达到即插即用的特性USB正是在这种情况下问世的
(三)
端口扩充外围设备的添加总是被相当有限的端口数目限制着缺少一个双向价廉
现有的连接只可对极少设备进行优化对于PC机的新 的功能部件的添加需定义一个新的接口来满足上述需要USB就应运而生它是快速双向同步动态连接且价格低廉的串行接口可以满足PC机发展的现在和未来的需要
1.2USB规范的目标
本书规范了USB的工业标准该规范介绍了USB的总线特点协议内容事务种类总线管理
接口编程的设计以及建立系统制造外围设备所需的标准
设计USB的目标就是使不同厂家所生产的设备可以在一个开放的体系下广泛的使用
该规范改进了便携商务或家用电脑的现有体系结构进而为系统生产商和外设开发商提供
了足够的空间来创造多功能的产品和开发广阔的市场
并不必使用陈旧的接口害怕失去兼容性
1.3适用对象
该规范主要面向外设开发商和系统生产商并且提供了许多有价值的信息给操作系统/BIOS/设备驱动平台IHVS/ISVS适配器以及各种计算机生产厂家使用该USB版本的规范可以用来设计开发新产品
改进一些经典的模型并开发相应的软件所有的产品都应遵循这个规范——USB1.1
1.4本书结构
第一章至第四章为读者提供了一个纲要第五章至第十章则提供了USB的所有的具体技术细节外设厂家应着眼于第四章至第十章USB的主机控制器应用主要参考第四章至第七章和第九十章USB设备驱动厂家主要参考第四七九章
UniveralSerialBuDeviceClaSpecification一书可以作为本书的补充和参考
EZ Drive
USB Flash Disk
User Manual
Version 2.33
2002/10/31
Version: 2.33 EZ Drive USB Flash Disk User Manual TABLE OF CONTENTS
1 Introduction.........................................................................04
1.1 Features...........................................................................................04
1.2 Specification....................................................................................04
1.3 Accessories.......................................................................................05
2 Safe Precautions...................................................................05
3 System Requirements...........................................................06
4 Guide to Components............................................................07
5 Basic Functions.....................................................................08
1. 概述
USB2.0利用传输时序的缩短（微帧125us）以及相关的传输技术，将整个传输速度从原来的12Mbps提
高到480Mbps，提高了40倍的带宽，为开发高宽带USB接口产品提供条件。USB2.0支持USB1.1的全
速（Full Speed）和低速（Low Speed）工作环境，其电气特性在其他文献中有描述[6]，这里主要介绍USB2.0
高速设备的电气特性以及相关的UTMI接口规范。UTMI全称为 USB2.0 Transceiver Macrocell Interface，
此协议是针对USB2.0的信号特点进行定义的，分为8位或16位数据接口。目的是为了减少开发商的工作
量，缩短产品的设计周期，降低风险。此接口模块主要是处理物理底层的USB协议及信号，可与SIE整
合设计成一专用ASIC芯片，也可独立作为PHY的收发器芯片，下以8位接口为例介绍PHY的工作原理
及设计特点。
2. UTMI主要功能及原理
首先，为保证兼容性，PHY应该支持全速和高速工作模式。为此高速集线器（Root Hub或Hub）
需要能够检测设备是高速端口还是全速端口，以作相应的速度模式进行工作。因此，信号接口须实现以下
功能：
l 不同速率接口之间的动态传输
l 高速设备检测（HighSpeed Detection Handshake）
l 高速设备断开检测（HS_Disconnect）
l 能传输高速/全速差分信号（要求阻抗匹配）
l 发送和检测高速包开始信号（SYNC）
l 发送和检测高速包结束信号（EOP）
l NRZI编码和位填充（Bit Stuff / Bit Unstuff）
l 支持挂起和复位的操作
图1 USB2.0 PHY 功能模块描述框图
图1描述了UTMI各个功能模块，其工作原理如下：PHY从其他转态（如上电、重启或挂起）转换成工作
状态后，首先进行高速设备的连接检测（HS Detection Handshake）（后面再详细叙述），检测完毕后切
科技幢报开发与经济 ＳＣＩ—ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ ２０ｏ７年第１７卷第４期
文章编号：１００５—６０３３（２００７）０４—０２３２—０２ 收稿日期：２００６－１０－１ｌ
电脑外设接口ＵＳＢ ２．０规范及ＩＥＥＥ １ ３９４规范探析
王保成
（襄樊职业技术学院信息技术系，湖北襄樊，４４１０５０）
摘要：分别对目前计算机中广为使用的两种外部设备接口规范ＵＳＢ ２．０和ＩＥＥＥ １３９４进行了介绍，并从成本、易用性和传输速度等方面对两者进行了比较。
关键词：ＵＳＢ ２．０；ＩＥＥＥ １３９４￣外设接口
中闺分类号：ＴＰ３３４ 文献标识码：Ａ
近年来，随着多媒体设备和移动数据外设的普及，使用高速的串行
接口将显得越来越重要。目前电瞄上主要采用了两种外设串行接口方式
——ｕＳＢ ２．０和ＩＥＥＥ １３９４。那么ＵＳＢ ２．０及ＩＥＥＥ １３９４这两种并驾齐驱
的接口，它们的标准有何不同？各有什么优势呢？
１ ＵＳＢ ２．０规范
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Ｐｃ领域的接口技术，是由Ｉｎｔｅｌ，ＮＥＣ，Ｃｏｍｐａｑ，
ＤＥＣ，ＩＢＭ，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ，ＮｏｒｔｈｅｒｎＴｅｌｅｃｏｍ联合制定的ｏ ＵＳＢ总线从诞生起便
引发了一场产业革命，它以灵活、方便、应用范围广、通信稳定、成本低廉
等优点，使得Ｐｃ的接口纷纷从串行口和并行口转到ＵＳＢ总线上来。不
过ＵＳＢ不属于总线标准，而是电瞄系统与外围设备连接的输人／输出接
口标准。ＵＳＢ通过一个４针的标准插头，采用菊花链形式把所有的外设
连接起来，理论上ＵＳＢ可以挂接１２７台设备，而实际上并不一定能达到，
目前一般只能连接１ １ １个外设。ＵＳＢ系统的硬件部分一般由３个部分组
成：ＵＳＢ主机控制器，根集线器、ＵＳＢ集线器、ＵＳＢ设备。虽然越来越多的
