[M3_SN] 通用串行总线USB
通用串行总线(USB)控制器
Stellaris USB控制器支持USB HOST/Device/OTG功能，可运行在全速和低速模式。它符合USB2.0标准，包含挂起和唤醒信号。它包含32个端点，其中包含2个用于控制传输的专用链接端点(一个用于输入，一个用于输出)，其他30个端点带有可软件动态定义大小的FIFO并以支持多包队列。FIFO支持uDMA，可有效降低系统资源的占用。USB Device启动方式灵活，可软件控制是否在启动时连接。USB控制器遵从OTG标准的会话请求协议(SRP)和主机协商协议(HNP)。
Stellaris USB模块特性
符合USB-IF认证标准
支持USB2.0全速模式(12Mbps)和低速模式(1.5Mbps)
集成PHY
4种传输类型：控制传输(Control)，中断传输(Interrupt)，批量传输(Bulk)，等时传输(Isochronous)
32个端点
- 1个专用的输入控制端点和1个专用输出控制端点
- 15个可配置的输入端点和15个可配置的输出端点
4KB专用端点内存空间：可支持双缓存的1023字节最大包长的等时传输
支持VBUS电压浮动(droop)和有效ID检测，并产生中断信号
用于高效传输的uDMA
- 用于发送和接收的独立通道多达3个输入端点和3个输出端点
- 当FIFO中包含需要的大量数据时，触发通道请求 16.1 模块框图
图16.1 USB模块框图
16.2 信号描述
表16-1 和表16-2列出了USB控制器的外部信号及其功能描述。一些USB控制器的信号是GPIO的复用功能，这些管脚在复位时默认设置为GPIO信号。表中“服用管脚/分配”一列列出了USB信号的可能管脚位置。当需要使用USB功能时，应将相关GPIO备选功能选择器(GPIOAFSEL)中的AFSEL位置位，表示启用GPIO的备选功能；同时还应将括号内的数字写入GPIO端口控制寄存器(GPIOCTRL)的PMCn位域，表示USB信号分配给指定的GPIO管脚。USB0VBUS和USB0ID信号通过清除GPIO数字使能寄存器(GPIODEN)中相应的DEN位来配置。关于配置GPIO的详细信息，请参阅通用输入/输出(GPIO)一章。其余信号(“复用管脚/分配”列中标注”固定”的管脚)具有固定的管脚分配和功能。
注意： 当用于OTG模式时，由于USB0VBUS和USB0ID是USB专用的管脚，不需要配置，直接连接到USB连接器的VBUS和ID信号。如果USB控制器专用于主机或设备，USB通用控制和状态寄存器(USBGPCS)中的DEVMODOTG和DEVMOD位用于连接USB0VBUS和USB0ID到内部固定电平，释放PB0和PB1管脚用于通用GPIO。当用作自供电的设备时，需要检测VBUS值，来确定主机是否断开VBUS，从而禁止自供电设备D+/D-上的上啦电阻。此功能可通过将一个标准GPIO连接到VBUS实现。
表16-1. USB信号(100LQFP封装)
表16-2. USB信号(108BGA封装)
“TTL“ 表示该管脚兼容TTL电平标准。
16.3 功能描述
注意：在管脚USB0RBIAS和地之间需要接一个1%精度的9.1k电阻，且该电阻离USB0RBIAS管脚越近越好。由于损耗在该电阻上的功率很小，可采用贴片电阻。
Stellaris USB支持OTG标准的回话请求协议(SRP)和主机协商协议(HNP)，提供完整的OTG协商。回话请求协议(SRP)允许连接在USB线缆B端的B类设备向连接在A端的A类设备发出请求，通知A类设备打开VBUS电源。主机协商协议(HNP)用于在初始会话请求协议提供供电后，决定USB线缆那端的设备作为USB Host主控制器。当连接到非OTG外设或设备时，OTG控制器可以探测出线缆的另一端接入是USB
Host主机还是Device设备，并通过一个寄存器只是OTG运行在Host主机还是Device设备角色，上述过程是Stellaris USB自动完成的。基于这种自动探测机制，系统使用A类/B类连接器取代AB类连接器，可支持与另外的OTG设备完整的OTG协商。
另外，USB控制器支持接入非OTG外设或HOST主控制器。它可以被设置为专用于Host或Device功能，此时USB0VBUS和USB0ID管脚可被设置作为的GPIO口使用。当USB控制器被用作自供电的Device时，必须将VBUS接到GPIO或模拟比较器的输入，在VBUS掉电时产生中断，用于关闭USB0DP的上拉电阻。
注意： 当使用USB 模块时，系统必须运行在20MHz频率或以上。
通用串行总线(USB)用于测试和测量仪器
通用串行总线(USB)用于测试和测量仪器
汪庆宝;汪蘋
【期刊名称】《国外电子测量技术》
【年(卷),期】2000()3
【摘 要】本文介绍对USB用于测试和测量仪器所作的试验。并对试验中出现的有关问题进行了简单的讨论。
【总页数】3页(P27-29)
【关键词】通用串行总线;即插即用;中枢;测试仪器;测量仪器
【作 者】汪庆宝;汪蘋
【作者单位】
【正文语种】中 文
【中图分类】TM93－39;TH7－39
【相关文献】
1.通用串行总线(USB)在自动测试中的开发应用 [J], 秦旭;邵根富;陈尚松;戴倜
2.Actel的ProASIC3 FPGA获选用于微型USB测试和测量设备中 [J], 本刊通讯员
B仪器将成测量仪器主流 [J], 李华
4.基于通用串行总线模块USB100的齿形误差测量分析系统 [J], 刘小康;彭东林;杨伟;张兴红
5.NI发布用于高速控制GPIB仪器的USB控制器行业最快的USB-GPIB控制器将性能提高一倍 [J], 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
(仅供参考)USB Typec 3.1 引脚定义
USB Type-C引脚定义
USB，Universal Serial Bus，即通用串行总线，是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也
是一种输入输出接口的技术规范。 USB1.0：1.5Mbps，低速，500mA，1996年1月；
USB1.1：12Mbps，全速，500mA，1998年9月；
USB2.0：480Mbps，高速，500mA，2000年4月；
USB3.0：5Gbps，超速，900mA，2008年11月；
USB3.1：10Gbps，超速加，5A，2013年12月。
提示：USB3.1规范分为USB3.1 Gen1与USB3.1 Gen2，只有USB3.1 Gen2规范的带宽才能达到10Gbps，
三段式电压5V/12V/20V，最大供电100W。
一、USB Type-C引脚定义
表1 USB Type-C公头引脚排列 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1
RX2+ RX2- VBUS SBU1 D- D+ CC VBUS TX1- TX1+
GND TX2+ TX2- VBUS VCONN SBU2 VBUS RX1- RX1+ GND
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12
表2 USB Type-C母头引脚排列 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12
GND TX1+ TX1- VBUS CC1 D+ D- SBU1 VBUS RX2- RX2+ GND
GND RX1+ RX1- VBUS SBU2 D- D+ CC2 VBUS TX2- TX2+ GND
B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1
提示：USB2.0的引脚顺序（A型公头，插头开口朝上，面对金属壳的两槽孔，左至右）如表3所示。
表3 1 2 3 4
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针脚定义以及规格
USB针脚定义以及规格
USB是Universal SerialBUS（通用串行总线）的缩写。1996年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合推出了USB1.0接口规范。时至今日已经过去13个年头。在电脑普及的今天，USB设备在我们的日常生活中随处可见，是应用最广泛的接口规范之一。USB接口规范在发展的过程中也经历了几次升级和改进，从最初的USB1.0升级到了USB1.1，再到目前主流的USB2.0规范，一直到刚刚问世不久的USB3.0。
接下来主要了解下USB2.0和USB3.0的针脚定义及规格。
USB2.0接口
USB2.0针脚定义：其中针脚1和针脚4负责供电，理论上提供能提供500mA的电流；针脚2和针脚3负责数据传输，USB2.0理想传输速率是4.8Gb/s（约480m/s）。
以上就是我们常见常用的几种USB2.0接口规格，而在后面的测试中笔者主要用到“类型A”和“Mini-B”2种接口设备。
USB3.0接口
USB 3.0采用了9针脚设计，为了向下兼容USB2.0，其中四个针脚和USB 2.0的形状、针脚定义均完全相同（图中有误，信号线D+与D-颠倒了）。另外5根是专门为USB 3.0的传输加速，称之为：Super Speed。
未来市场将会推出的几种USB3.0接口规格。 USB3.0是最新推出的接口规范，目前支持USB3.0的设备寥寥无几，对于普通用户朋友们而言现在还用不上。为了更贴近目前用户的使用情况，本文只针对USB2.0设备进行供电测试。
测试原理及方法
根据USB2.0的针脚定义，我们可以使用一条USB2.0延长线连接到一个无外接供电的USBHub，所有USB设备均连接到这个Hub上，截断延长线中的V+导线并在其中串入45mOhm的无感电阻，用万用表测量电阻两端的压降，由欧姆定律I=U/R即可得出USB供电线路上的电流值。
笔者把USB延长线中的导线V+截断，串入分流电阻。
USB接口规范(含USB3.0和OTG)解析
USB
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8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。
通用串行总线
编辑词条
通用串行总线
目录[隐藏]
通用串行总线概念和目的
通用串行总线特点
通用串行总线 版本
通用串行总线技术指标
通用串行总线优劣和运用
通用串行总线USB设备类规范
通用串行总线概念和目的
通用串行总线特点
通用串行总线 版本
通用串行总线技术指标
通用串行总线优劣和运用
通用串行总线USB设备类规范
[编辑本段]
通用串行总线概念和目的
概念
通用串行总线(Universal Serial Bus, USB）是连接外部设备的一个串口总线标准，在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准（On-The-Go)使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。
目的
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)计算机与电话之间的连接：显然用计算机来进行计算机通信将是下一代计算机基本的应用。机器和人们的数据交互流动需要一个广泛而又便宜的连通网络。然而，由于目前产业间的相互独立发展,尚未建立统一标准,而USB则可以广泛的连接计算机和电话。 (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、与外设连接的中低速的总线，限制了外围设备(诸如电话/电传/调制解调器的适配器、扫描仪、键盘、PDA)的开发。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。
通用串行总线 2
通用串行总线
通用串行总线（USB）是一种用于连接计算机及外部设备的标准接口。USB接口的发展根植于个人电脑的普及，其已经成为一种被广泛应用的接口标准，用来连接各类设备，如打印机、键盘、鼠标、摄像头、外部硬盘等。
USB的发展历程
USB接口的发展经历了几个重要的版本和演进。在USB 1.0时代，数据传输速率较慢且设备插拔不方便，局限性明显。随着USB 2.0的推出，数据传输速率得到了显著提升，达到了480Mbps，同时接口设计也更加便捷。USB 3.0和USB 3.1进一步提高了传输速率，提供更好的性能和效率。最新的USB 3.2为用户提供了更高的速度和带宽。
USB的特点
USB接口的主要特点包括：
• 通用性：USB接口被广泛用于连接各类设备，具有极高的通用性。
• 热插拔：用户可以在在不关闭计算机的情况下插拔USB设备，方便实用。
• 供电：USB接口不仅能传输数据，还可为外部设备提供电源。
• 速率：USB传输速率高，适合数据传输要求较高的设备。
USB的应用领域
USB接口在各个领域都有着广泛应用。以下是一些常见的应用领域：
1. 通信领域：手机、平板等设备通过USB接口实现数据传输和充电。
2. 办公领域：打印机、扫描仪、键盘、鼠标等设备通过USB接口连接至计算机。
3. 娱乐领域：摄像机、音箱、游戏手柄等设备通过USB接口连接到计算机或主机。
4. 存储领域：外部硬盘、U盘等存储设备通过USB接口实现数据传输和备份。
USB的未来发展
随着科技的不断进步，USB接口也在不断演进。未来USB接口将会更加智能化和高效化，提供更快的数据传输速率、更高的电源输出能力，并且支持更多种类的设备连接。未来USB接口的发展将为人们的日常生活带来更多的便利和效率。 总结：USB作为一种通用串行总线接口，在现代计算机和设备中扮演着重要角色。它的发展至今已经历经多个版本的演进，成为连接各类设备的标准接口。USB接口的普及和进步为用户带来了更便捷的设备连接和数据传输方案，是现代科技不可或缺的一部分。
USB通用串行总线内部结构解析
USB 通用串行总线内部结构解析
USB 总线就是一种新型、快速、双向、同步传输、并可以热插拔的数据传
输总线，它满足了人们对总线易用性、扩展能力强和低成本的要求，因此，
USB 在 PC 外设领域的传输速率从 1.5Mbps 的低速和 12 Mbps 的全速提高到如
今的 480 Mbps 的高速数据传输。目前，USB 总线已经逐渐成为计算机领域中
应用最广泛的外设总线连接规范。USB 通用串行总线（Universal Serial
Bus，USB）作为一种应用在 PC 领域的新型接口技术，是一种简单的计算机外
围接口标准，具有便捷易用、扩展方便等优点。1998 年后，随着微软在
Windows 98 中内置了对 USB 接口的支持模块，目前已成为计算机必备的一个
接口。他非常适合作为主机和各种外设之间的通信接口，从而实现主机和多台
外部硬件设备之间简单、快速、可靠的连接和通信
USB 通用串行总线端子，采用长方形或类似于长方形的端子，已经在相当大
的程度上取代了个人电脑中使用的老式 9 针串行端口，当然在家庭影院领域中，
也得到了广泛的应用。
长方形端子多见于电脑主机上，而类似于长方形的端子常见于电脑周边设备。
对于音视频方面的使用来说，USB 端子多用作电脑间、服务器之间、便携式
MP3 播放机和电脑音视频录音、编辑系统，作数据输入、输出传送。
与主机 USB 接口相连的 USB 控制部分
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
USB协议通用串行总线的工作原理与规范
USB协议通用串行总线的工作原理与规范
USB（Universal Serial Bus）即通用串行总线，是一种用于连接计算机和外部设备的通信接口标准。USB协议定义了数据传输的规范和传输方式，使得各种设备可以通过USB接口进行连接和交互。本文将介绍USB协议的工作原理与规范。
一、USB的工作原理
USB协议采用串行传输方式，可以同时传输数据和供电，因此广泛应用于各种外部设备，如鼠标、键盘、打印机等。USB的工作原理可以简单归纳为以下几个方面：
1. 物理传输层：USB接口通常包含四根线缆，分别是VCC（电源线）、D+（数据线正向信号）、D-（数据线反向信号）和GND（地线）。通过这些线缆，USB可以提供设备间的电源供应和数据传输功能。
2. 握手协议：当设备插入到USB接口时，计算机会向设备发送握手信号。设备收到握手信号后，会返回一个设备描述符，用于识别设备类型和功能。
3. 设备通信：设备与计算机之间的通信是通过数据传输的方式进行的。USB协议使用分组的方式传输数据，每个分组包含一个起始标记、数据内容和一个终止标记。通过这种方式，USB可以高效地实现数据的传输和交换。 4. 端点和管道：USB通信中的端点是指设备上的数据缓冲区，而管道是指连接计算机和设备的逻辑通道。USB协议将端点分为输入端点和输出端点，以实现数据的双向传输。
5. 帧结构：USB通信的最小单位是帧，每个帧由若干个数据包组成。USB协议规定了帧的长度和组成结构，使得数据可以按照一定的规则进行传输和解析。
6. USB总线功率管理：USB协议支持对外部设备进行功率管理，通过对设备的供电进行控制，可以有效管理系统的功耗和电源消耗，延长设备的使用寿命。
二、USB的规范
USB协议的规范包括了以下几个方面：
1. USB设备接口规范：USB设备接口规范定义了设备与计算机之间的物理连接方式和通信协议。该规范规定了USB接口的电气特性，如电压、速度等，以及数据传输和供电方式。
[M3_SN] 通用串行总线USB
通用串行总线(USB)控制器
Stellaris USB控制器支持USB HOST/Device/OTG功能，可运行在全速和低速模式。它符合USB2.0标准，包含挂起和唤醒信号。它包含32个端点，其中包含2个用于控制传输的专用链接端点(一个用于输入，一个用于输出)，其他30个端点带有可软件动态定义大小的FIFO并以支持多包队列。FIFO支持uDMA，可有效降低系统资源的占用。USB Device启动方式灵活，可软件控制是否在启动时连接。USB控制器遵从OTG标准的会话请求协议(SRP)和主机协商协议(HNP)。
Stellaris USB模块特性
符合USB-IF认证标准
支持USB2.0全速模式(12Mbps)和低速模式(1.5Mbps)
集成PHY
4种传输类型：控制传输(Control)，中断传输(Interrupt)，批量传输(Bulk)，等时传输(Isochronous)
32个端点
- 1个专用的输入控制端点和1个专用输出控制端点
- 15个可配置的输入端点和15个可配置的输出端点
4KB专用端点内存空间：可支持双缓存的1023字节最大包长的等时传输
支持VBUS电压浮动(droop)和有效ID检测，并产生中断信号
用于高效传输的uDMA
- 用于发送和接收的独立通道多达3个输入端点和3个输出端点
- 当FIFO中包含需要的大量数据时，触发通道请求 16.1 模块框图
图16.1 USB模块框图
16.2 信号描述
表16-1 和表16-2列出了USB控制器的外部信号及其功能描述。一些USB控制器的信号是GPIO的复用功能，这些管脚在复位时默认设置为GPIO信号。表中“服用管脚/分配”一列列出了USB信号的可能管脚位置。当需要使用USB功能时，应将相关GPIO备选功能选择器(GPIOAFSEL)中的AFSEL位置位，表示启用GPIO的备选功能；同时还应将括号内的数字写入GPIO端口控制寄存器(GPIOCTRL)的PMCn位域，表示USB信号分配给指定的GPIO管脚。USB0VBUS和USB0ID信号通过清除GPIO数字使能寄存器(GPIODEN)中相应的DEN位来配置。关于配置GPIO的详细信息，请参阅通用输入/输出(GPIO)一章。其余信号(“复用管脚/分配”列中标注”固定”的管脚)具有固定的管脚分配和功能。