USB系统结构设计论文

USB 系统结构设计论文 摘要：通用串行总线(USB)是一种简单的计算机外围接口标准。它具有即插即用、扩展方便等优点，已成为计算机必备的一个接口。本文简要介绍 USB 总线的功能、拓朴结构及其数据传输过程，并举例说明 USB 接口的实际应用。 关键词：通用串行总线 USB 接口外围接口标准 一、USB 接口背景 在早期的计算机系统上常用串口或并口连接外围设备。每个接口都需要占用计算机的系统资源(如中断，I/O 地址，DMA 通道等)。无论是串口还是并口都是点对点的连接，一个接口仅支持一个设备。因此每添加一个新的设备，就需要添加一个 ISA/EISA 或 PCI卡来支持，同时系统需要重新启动才能驱动新的设备。 USB 总线是 INTEL、DEC、MICROSOFT、IBM 等公司联合提出的一种新的串行总线标准，主要用于 PC 机与外围设备的互联。USB 总线具有低成本、使用简单、支持即插即用、易于扩展等特点，已被广泛地用在 PC 机及嵌入式系统上。 二、USB 总线优缺点 1.优点 （1）使用简单 所用 USB 系统的接口一致，连线简单。系统可对设备进行自动检测和配置，支持热插拔。新添加设备系统不需要重新启动。 （2）应用范围广 USB 系统数据报文附加信息少，带宽利用率高，可同时支持同步传输和异步传输两种传输方式。一个 USB 系统最多可支持 127个物理设备。USB 设备的带宽可从几 Kbps 到几 Mbps(在 USB2.0 版本，最高可达几百 Mbps)。一个 USB 系统可同时支持不同速率的设备，如低速的键盘、鼠标，全速的 ISDN、语音，高速的磁盘、图像等(仅 USB2.0 版本支持高速设备)。 （3）较强的纠错能力 USB 系统可实时地管理设备插拔。在 USB 协议中包含了传输错误管理、错误恢复等功能，同时根据不同的传输类型来处理传输错误。 （4）总线供电 USB 总线可为连接在其上的设备提供 5V 电压/100mA 电流的供电，最大可提供 500mA 的电流。USB 设备也可采纳自供电方式。 （5）低成本 USB 接口电路简单，易于实现，特别是低速设备。USB 系统接口/电缆也比较简单，成本比串口/并口低。 2.缺点 USB 技术还不是很成熟，特别是高速设备。市场上现有的USB 设备价格都比较昂贵，但随着 USB 技术的日益成熟，设备的不断增加和广泛应用，其价格将会有所降低。 三、USB 系统拓扑结构 一个 USB 系统包含三类硬件设备:USB 主机(USBHOST)、USB设备(USBDEVICE)、USB 集线器(USBHUB)，如图 1 所示。 （1）USBHOS...