通用串行总线接口——USB
通用串行总线usb控制器是什么,有什么用
通用串行总线usb控制器是什么,有什么用
通用串行总线usb控制器是什幺
简单来说就是用数据线连接在主板后置接口和机箱前置接口就是你见到的USB接口通常用白色蓝色表示USB2.0和USB3.0
再者就是通过电脑windows系统安装驱动，安装后可以用优盘及移动硬盘、打印机、扫描仪。
通用串行总线usb控制器有什幺用
Universal Serial Bus（通用串行总线）简称USB，是目前电脑上应用较广泛的接口规范，USB接口是电脑主板上的一种四针接口，其中中间两个针传输数据，两边两个针给外设供电。
USB接口速度快、连接简单、不需要外接电源，同时对外设有良好的兼容性，最多可连接127台外设。
USB有两个规范，即USB1.1和USB2.0。
通用串行通信接口标准(USB)
微计算机系统
微计算机系统 包的分类编码由PID表示。8位PID中的高4位用于包的分类编码，低 4位作校验用。 1).标志包
8BIT SYNC 8BIT PID 7BIT ADDR 4BIT ENDP 5BIT CRC
SYNC:同步域，标志包的开始，输入电路利用它来同步。 PID:包类型域，标志保有4种：OUT,IN,Setup,SOF ADDR:设备地址域，确定包的传输目的地址。7位长，有128个地址。 ENDP:端点域，确定包要传输到设备的哪个端点。4位长，一个设备 可有16个端点。 CRC:检查预，5位长度，用于ADDR和ENDP地校验 (1)帧开始包（SOF） USB的总线时间被划分为帧，一个帧周期可以描述为：在主机发帧 开始标志后，总线处于工作状态，主机将发送和接收几个交换，交 换完毕后，进入帧结束间隔区，此时总线处于空闲，等待下一个帧 启动标志的到来。1帧的持续时间为1ms，每一帧都有独立的编号。
微计算机系统 3）中断传输 单向的，且仅输入到主机，用于不固定的、少量的数据传送。当设 备需要主机为其服务时，向主机发送此类信息。如，键盘，鼠标即 采用此类方式。USB的中断是Polling（查询）类型，主机要频繁地 请求端点输入。 4）等时传输 等时(Isochronous)(同步)传输可以单向和双向，用于传送连续性、实 时的数据。其特点是要求传输输率去定，时间性强，忽略传送错误。 如，视频设备，数字声音设备和数字相机采用此方式。 B交换的包格式 USB总线的传输包含一个或多个交换(Transaction),而交换又是所谓 “包”组成的，包是组成USB交换的基本单位。USB总线上的每一 次交换至少需要3各包才能完成： 标志（令牌）包：含有设备地址码、端点号、传输方向，传输类型。 每次传输都由主机发出标志包开始。 数据包：数据源向目的地址发送。一次交换，数据包可携带的数据 最多位1023BYTE. 握手包：由数据接收方向数据握手方发出的反馈信息。如果有错， 要重发。除了等时传输外，其它传输类型都需要握手包。
几种USB接口的比较
近年来，随着多媒体设备和移动数据外设的容量越来越大，高速的数据传输接口显得越来越重要。
经过一段时间的发展，目前外置存储设备已经形成了USB、IEEE 1394以及eSATA三者并行的局面。
而备受关注的USB 接口的发展情况如何呢? 让我们一起来看一下USB接口的发展和不同版本接口之间的大概比较.一、规格再度升级，USB绝处逢生USB（Universal Serial Bus）的中文名为“通用串行总线”接口。
自1996年规范正式公布后，在英特尔等上游厂商的大力支持下，凭借即插即用等特性，USB的应用领域和规模得到了极大的扩展，很快就成为了标准外设接口。
如今，几乎所有的外设设备都对USB接口提供了支持。
在这段时间里，USB有两次重大的升级——从最初的USB 1.0到USB 1.1，再到目前主流的USB 2.0（USB 2.0分为Hi-Speed和Full-Speed，如非特别说明，本文所指均为Hi-Speed）规范，速度也从最初的1.5Mb/s 提升至480Mb/s（60MB/s）。
但随着数据容量的逐年攀升，USB 2.0也已经难以满足大容量数据传输的需要。
另一方面，原本计划用于替代USB的eSATA推广进度令人失望。
在这种情况下，USB标准制定组织在2007年9月的英特尔信息技术峰会上时隔多年后再度更新USB规范，提出了USB3.0的标准。
1. 为了实现向下兼容，USB3.0保留了USB2.0的物理设计。
USB3.0采用一种新的物理层，不再采用令牌式总线设计，采用一种封包路由技术，仅允许终端设备有数据要发送时才进行传输，并用两个信道分别负责数据传输及确认。
由于采用新的物理层，USB3.0接口结构也有所改变，除了拥有USB 2.0的四个金属触点外，还增加了5个新触点，采用发送列表区段来进行数据发包，上行接口的五个触点负责分散式的USB3.0设备互联，而下行接口部分则向下兼容USB 2.0设备提供分散式分层传输。
通用串行接口(USB),USB的工作原理是什么
通用串行接口（USB）,USB的工作原理是什么?由于多媒体技术的发展对外设与主机之间的数据传输率有了更高的需求，因此，USB总线技术应运而生。
USB（Universal Serial Bus)，翻译为中文就是通用串行总线，是由Conpaq，DEC，IBM，Inter，Microsoft，NEC和N orthen Telecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器，它支持各种PC与外设之间的连接，还可实现数字多媒体集成。
USB接口的主要特点是：即插即用，可热插拔。
USB连接器将各种各样的外设I/O端口合而为一，使之可热插拔，具有自动配置能力，用户只要简单地将外设插入到PC以外的总线中，PC就能自动识别和配置USB设备。
而且带宽更大，增加外设时无需在PC内添加接口卡，多个USB集线器可相互传送数据，使P C可以用全新的方式控制外设。
USB可以自动检测和安装外设，实现真正的即插即用。
而USB的另一个显著特点是支持“热”插拔，即不需要关机断电，也可以在正运行的电脑上插入或拔除一个USB设备。
随着时间的推移，USB将成为PC的标准配置。
基于USB的外设将逐渐增多，现在满足USB要求的外设有：调制解调器，键盘，鼠标，光驱，游戏手柄，软驱，扫描仪等，而非独立性I/ O连接的外设将逐渐减少。
即主机控制式外设减少，智能控制控制外设增多。
U SB总线标准由1.1版升级到2.0版后，传输率由12Mbps增加到了240Mbp s，更换介质后连接距离由原来的5米增加到近百米。
基于这点，USB也可以做生产ISDN以及基于视频的产品。
如数据手套的数字化仪提供数据接口。
USB 总线结构简单，信号定义仅由2条电源线，2条信号线组成。
基本特性B的硬件结构USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游（Do wnstream)设备提供电源，对于高速且需要高带宽的外设，USB以全速12Mb ps的传输数据；对于低速外设，USB则以1.5Mbps的传输速率来传输数据。
USB通用串行总线简介
2021年1月30日星期六
图1-3 USB集线器结构
（2）USB设备。USB设备分为hub设备和功能设备。 USB硬件系统的示意图如图1-4所示。
2021年1月30日星期六
图1-4 USB硬件系统的示意图
2.物理总线拓扑结构 USB总线上的设备以星形的
拓扑结构实现与主机物理连接。 USB的接入点由集线器来提供。 这种由集线器提供的额外接入点 称为端口。主机中包含了嵌入的 集线器，它称之为根集线器。通 过根集线器，主机可以提供一个 或多个接入点。为了防止出现环 形接入的情况，在USB中使用了 分层的拓扑结构，这种配置结果 具有树形结构，如图1-5所示。
2021年1月30日星期六
USB共有3种类型的包，即令牌包、数据包和握手包。 （1）令牌包。由PID、地址、端点和CRC校验字段组成，其格式如图1-9所示。
其中，地址字段和端点字段唯一地确定了某个设备上的某一个端点。只有主机 才可以发出令牌包。
2021年1月30日星期六
图 1-9 令牌包格式
（2）数据包。由PID字段、0~1 023字节长度的数据字段和16位的CRC校验 字段组成，其格式如图1-10所示。数据源向目的地发送的数据或者无数据传送 的指示信息，数据包可以携带的数据最多为1 023字节。数据必须以整数的字节 数发出。数据CRC仅通过对包中的数据字段计算而得到，不包括PID，它有自己 的校验字段。
4 采用“主-从式”数据传输 方式，所有传输由USB主机 发起，USB设备仅在主机对 它提出要求时才进行传输。
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1.3 USB的硬件结构
1.硬件构成 （1）USB主控制器/根集线器。主控制器负责传输处理，这些传输已
经由主机软件安排好。主控制器对数据执行一个并行到串行的转换，建立 USB的传输处理，并传给根集线器在总线上发送。
usb接口定义
通用串行总线（英语：Universal Serial Bus，缩写：USB）是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视（机顶盒）、游戏机等其它相关领域。
最新一代是USB 3.1，传输速度为10Gbit/s，三段式电压5V/12V/20V，最大供电100W ，新型Type C插型不再分正反。
USB是一个外部总线标准，规范电脑与外部设备的连接和通讯。
USB 接口具有热插拔功能。
USB接口可连接多种外设，如鼠标和键盘等。
USB是在1994年底由英特尔等多家公司联合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成为当今电脑与大量智能设备的必配接口。
USB版本经历了多年的发展，到如今已经发展为3.0版本。
对于大多数工程师来说，开发USB2.0接口产品主要障碍在于：要面对复杂的USB2.0协议、自己编写USB设备的驱动程序、熟悉单片机的编程。
这不仅要求有相当的VC编程经验、还能够编写USB接口的硬件（固件）程序。
所以大多数人放弃了自己开发USB产品。
USB接口的定义：用于电脑与数码设备间的数据传输。
考虑到体积因素，USB设计了数种接口，目前广泛使用的是标准USB接口。
USB接口它有4根线，两根为电源，两根为信号，通过颜色区分：红色－电源：VCC、Power、5V、5VSB
白色－数据负：DATA-、USBD-、PD-、USBDT-
绿色－数据正：DATA+、USBD+、PD+、USBDT+
黑色－地线：GND、Ground。
串行接口的分类
串行接口的分类
串行接口是一种用于数据传输的接口标准，按照其特性和功用，可以分为以下几类：
1. RS-232串行接口：是早期计算机制造商和设备制造商广泛使用的一种通信接口，用于支持计算机与各种外设设备之间的通信。
通常使用9针或25针的D型插头连接，主要用于较短距离的串行数据传输。
2. RS-422/RS-485串行接口：是一种更为先进的串行通信接口，支持长距离传输和多点连接，能够在上千米的距离上进行高速数据传输。
RS-422接口采用差分信号技术消除噪声干扰，RS-485接口则支持多点连接和多主机通信。
3. USB串行接口：是一种通用串行总线接口，用于连接计算机和各种数字设备。
USB接口有多种规格，包括USB 1.0、USB 2.0、USB 3.0等，具有高速传输、热插拔和通用性强等优点。
4. Ethernet串行接口：是一种通用局域网接口，采用规范化的物理层标准和协议，用于支持计算机和网络设备之间的数据传输，其传输速度达到了千兆位每秒以上。
5. HDMI串行接口：是一种高清晰度多媒体接口标准，用于数字音频/视频传输。
该接口可支持高清晰度、3D影像、互联网传输等功能。
综上所述，不同类型的串行接口具有不同的特性和应用范围，常用的串行接口包括RS-232、RS-422/RS-485、USB、Ethernet和HDMI等。
USB引脚定义
USB引脚定义在计算机硬件领域，USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于连接计算机与外部设备的标准接口。
USB接口主要用于数据传输和电源充电，它的引脚定义决定了数据的传输方式和电路的连接方式。
以下是USB的引脚定义。
1. VBUS（Voltage Bus）VBUS是USB接口的电源线，用于提供电源给连接的设备。
它的电压通常为5V，可以给外部设备供电，如鼠标、键盘、摄像头等。
2. D+和D-（Data Line Positive和Data Line Negative）D+和D-是USB接口进行数据传输的差分信号线。
在USB 2.0及之前的标准中，D+和D-用于双向传输差分信号；而在USB 3.0及以后的标准中，它们还用于SuperSpeed传输（数据传输速度更快）。
3. GND（Ground）GND是USB接口的接地线，用于提供电路的地参考点，确保数据传输的稳定性。
4. USB IDUSB ID是USB接口的标识线，用于判断设备的类型和特性。
比如，USB ID可以用于区分是否为USB主机或USB从机，以及指示设备的速度要求。
5. ShieldShield是USB接口的屏蔽层，主要用于抑制外界干扰和保护信号质量。
它连接到设备的金属外壳或屏蔽层，帮助减少信号的传输干扰。
通过以上引脚的定义，USB接口可以实现设备的通信和电源供给，使得不同的设备可以通过USB接口进行连接和交互。
USB接口的标准化和普及，为计算机外设的使用和交换提供了便利，为用户带来了更好的使用体验。
总结：USB引脚定义包括VBUS、D+、D-、GND、USB ID和Shield等。
它们的功能各不相同，分别用于电源供给、数据传输、地参考、设备标识和屏蔽保护。
USB接口作为一种通用的标准接口，为计算机外设的连接和交互提供了方便，提高了用户的使用体验。
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通用串行总线接口——USB我相信大家都对USB有一定的了解吧。
但是也不能排除有不懂的，不过没关系，下面我就把这一计算机外设接口技术——USB来个全面介绍。
我以几个章节来介绍USB的概念、基本特性以及它的应用，让大家对USB有个全面的认识。
概念篇由于多媒体技术的发展对外设与主机之间的数据传输率有了更高的需求，因此，USB 总线技术应运而生。
USB（Universal Serial Bus)，翻译为中文就是通用串行总线，是由Conpaq，DEC，IBM，Inter，Microsoft，NEC和Northen Telecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器，它支持各种PC与外设之间的连接，还可实现数字多媒体集成。
USB接口的主要特点是：即插即用，可热插拔。
USB连接器将各种各样的外设I/O端口合而为一，使之可热插拔，具有自动配置能力，用户只要简单地将外设插入到PC以外的总线中，PC就能自动识别和配置USB设备。
而且带宽更大，增加外设时无需在PC内添加接口卡，多个USB集线器可相互传送数据，使PC可以用全新的方式控制外设。
USB可以自动检测和安装外设，实现真正的即插即用。
而USB的另一个显著特点是支持“热”插拔，即不需要关机断电，也可以在正运行的电脑上插入或拔除一个USB设备。
随着时间的推移，USB将成为PC的标准配置。
基于USB的外设将逐渐增多，现在满足USB要求的外设有：调制解调器，键盘，鼠标，光驱，游戏手柄，软驱，扫描仪等，而非独立性I/O连接的外设将逐渐减少。
即主机控制式外设减少，智能控制控制外设增多。
USB 总线标准由1.1版升级到2.0版后，传输率由12Mbps增加到了240Mbps，更换介质后连接距离由原来的5米增加到近百米。
基于这点，USB也可以做生产ISDN以及基于视频的产品。
如数据手套的数字化仪提供数据接口。
USB总线结构简单，信号定义仅由2条电源线，2条信号线组成。
基本特性B的硬件结构USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游（Downstream)设备提供电源，对于高速且需要高带宽的外设，USB以全速12Mbps的传输数据；对于低速外设，USB则以1.5Mbps的传输速率来传输数据。
USB总线会根据外设情况在两种传输模式中自动地动态转换。
USB是基于令牌的总线。
类似于令牌环网络或FDDI基于令牌的总线。
USB主控制器广播令牌，总线上设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过接收或发送数据给主机来响应。
USB通过支持悬挂/恢复操作来管理USB总线电源。
USB系统采用级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成：主机（Host)，集线器（Hub)和功能设备。
主机，也称为根，根结或根Hub，它做在主板上或作为适配卡安装在计算机上，主机包含有主控制器和根集线器（Root Hub)，控制着USB总线上的数据和控制信息的流动，每个USB系统只能有一个根集线器，它连接在主控制器上。
集线器是USB结构中的特定成分，它提供叫做端口（Port)的点将设备连接到USB总线上，同时检测连接在总线上的设备，并为这些设备提供电源管理，负责总线的故障检测和恢复。
集线可为总线提供能源，亦可为自身提供能源（从外部得到电源），自身提供能源的设备可插入总线提供能源的集线器中，但总线提供能源的设备不能插入自身提供能源的集线器或支持超过四个的下游端口中，如总线提供能源设备的需要超过100mA电源时，不能同总线提供电源的集线器连接。
功能设备通过端口与总线连接。
USB同时可做Hub使用。
B的软件结构每个USB只有一个主机，它包括以下几层:(1)USB总线接口USB总线接口处理电气层与协议层的互连。
从互连的角度来看，相似的总线接口由设备及主机同时给出，例如串行接口机（SIE）。
USB总线接口由主控制器实现。
(2)USB系统USB系统用主控制器管理主机与USB设备间的数据传输。
它与主控制器间的接口依赖于主控制器的硬件定义。
同时，USB系统也负责管理USB资源，例如带宽和总线能量，这使客户访问USB成为可能。
USB系统还有三个基本组件：主控制器驱动程序（HCD）这可把不同主控制器设备映射到USB系统中。
HCD与USB 之间的接口叫HCDI，特定的HCDI由支持不同主控制器的操作系统定义，通用主控制器驱动器（UHCD）处于软结构的最底层，由它来管理和控制主控制器。
UHCD实现了与USB 主控制器通信和控制USB主控制器，并且它对系统软件的其他部分是隐蔽的。
系统软件中的最高层通过UHCD的软件接口与主控制器通信。
USB驱动程序（USBD）它在UHCD驱动器之上，它提供驱动器级的接口，满足现有设备驱动器设计的要求。
USBD以I/O请求包（IRPs)的形式提供数据传输架构，它由通过特定管道（Pipe)传输数据的需求组成。
此外，USBD使客户端出现设备的一个抽象，以便于抽象和管理。
作为抽象的一部分，USBD拥有缺省的管道。
通过它可以访问所有的USB设备以进行标准的USB控制。
该缺省管道描述了一条USBD和USB设备间通信的逻辑通道。
主机软件在某些操作系统中，没有提供USB系统软件。
这些软件本来是用于向设备驱动程序提供配置信息和装载结构的。
在这些操作系统中，设备驱动程序将应用提供的接口而不是直接访问USBDI（USB驱动程序接口）结构。
（3）USB客户软件它是位于软件结构的最高层，负责处理特定USB设备驱动器。
客户程序层描述所有直接作用于设备的软件入口。
当设备被系统检测到后，这些客户程序将直接作用于外围硬件。
这个共享的特性将USB系统软件置于客户和它的设备之间，这就要根据USBD在客户端形成的设备映像由客户程序对它进行处理。
主机各层有以下功能：检测连接和移去的USB设备。
管理主机和USB设备间的数据流。
连接USB状态和活动统计。
控制主控制器和USB设备间的电气接口，包括限量能量供应。
HCD提供了主控制器的抽象和通过USB传输的数据的主控制器视角的一个抽象。
USBD提供了USB设备的抽象和USBD客户与USB功能间数据传输的一个抽象。
USB系统促进客户和功能间的数据传输，并作为USB设备的规范接口的一个控制点。
USB系统提供缓冲区管理能力并允许数据传输同步于客户和功能的需求。
B的数据流传输主控制器负责主机和USB设备间数据流的传输。
这些传输数据被当作连续的比特流。
每个设备提供了一个或多个可以与客户程序通信的接口，每个接口由0个或多个管道组成，它们分别独立地在客户程序和设备的特定终端间传输数据。
USBD为主机软件的现实需求建立了接口和管道，当提出配置请求时，主控制器根据主机软件提供的参数提供服务。
USB支持四种基本的数据传输模式：控制传输，等时传输，中断传输及数据块传输。
每种传输模式应用到具有相同名字的终端，则具有不同的性质。
控制传输类型支持外设与主机之间的控制，状态，配置等信息的传输，为外设与主机之间提供一个控制通道。
每种外设都支持控制传输类型，这样主机与外设之间就可以传送配置和命令/状态信息。
等时（lsochronous)传输类型支持有周期性，有限的时延和带宽且数据传输速率不变的外设与主机间的数据传输。
该类型无差错校验，故不能保证正确的数据传输，支持像计算机－电话集成系统（CTI）和音频系统与主机的数据传输。
中断传输类型支持像游戏手柄，鼠标和键盘等输入设备，这些设备与主机间数据传输量小，无周期性，但对响应时间敏感，要求马上响应。
数据块（Bulk)传输类型支持打印机，扫描仪，数码相机等外设，这些外设与主机间传输的数据量大，USB在满足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。
USB采用分块带宽分配方案，若外设超过当前带宽分配或潜在的要求，则不能进入该设备。
同步和中断传输类型的终端保留带宽，并保证数据按一定的速率传送。
集中和控制终端按可用的最佳带宽来传输传输数据。
USB应用篇USB连接器可以轻松地为计算机添加设备，同时不占用计算机的并口和串口。
只要将设备一插就可以使用了。
但它有时也难以使用。
一.让计算机支持USB现在大部分的计算机都有USB端口。
而一些老式的计算机则没有USB端口的，只有USB连接器，但它是不起作用的，你可以在启动计算机时查看BIOS，确定它是否支持USB。
你可选择USB Legacy支持选项（如果有该选项的话）。
如果你的老式主板真的不支持USB 设备，你只有去买一块USB连接卡，这就可以把USB设备添加到你的计算机里了。
二.让WINDOWS系统支持USB现在的WINDOWS98对很多外设都提供了全面的支持。
只有WINDOWS 3.X及更早版本的WINDOWS及WINDOWS NT都不支持USB，如果你想查看你的计算机是否安装了USB控制器，可进入“控制面板”，双击其中的“系统”图标，然后选择“设备管理器”选项卡。
你就会看到“通用串口总线控制器”点击该控制器，你会看到两个项目：Universal Host Controller和Unicersal Root Hub。
如果你还没有安装USB的驱动程序，则从你的WINDOWS 安装光盘的\OTHER\USB文件夹中找到这些项目，双击Usbsupp.exe即可安装USB驱动程序。
三.让计算机连接更多的USB设备一般的计算机只有两个USB端口，如果你想连接更多的USB外设，则利用USB集线器，该集线器可提供多个USB端口，你只要将该集线器直接插入你的计算机即可。
有了足够的USB端口，你就可以最多连入127个USB设备。
结束语USB为计算机外设输入输出提供了新的接口标准。
它使设备具有热插拔，即插即用，自动配置的能力，并标准化设备连接。
USB的级联星型拓扑结构大大扩充了外设数量，使增加，使用外设更加便捷，快速。
而新提出的USB2.0标准更是将数据传输速率提高到了一个新的高度，这是具有美好的应用前景。