USB电气特性
USB版本和速度
USB 1.0 【理論最大傳輸速率】1.5Mbps(192KB/s)?低速?(Low-Speed)
USB 1.1【理論最大傳輸速率】12Mbps(1.5MB/s)全速(Full-Speed)
USB 2.0【理論最大傳輸速率】480Mbps(60MB/s)高速(High-Speed)
【USB 3.0】USB 3.2?Gen 1【理論最大傳輸速率】5Gbps 超高速(Super-Speed)
【USB 3.1】USB 3.2?Gen 2【理論最大傳輸速率】10Gbps超高速+(Super-speed+)
【USB 3.2】USB 3.2?Gen 2×2【理論最大傳輸速率】20Gbps?(能達到一秒2G的水平)
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USB的拓撲結構
USB是一種主從結構的系統,主機叫做Host,從機叫做Device。
通常說的主機為主控制器和根集線器。主控制器主要負責數據處理;根集線器提供主控制器與設備之間的接口和通路。
USB集線器,是一類特殊的USB設備。它可以對原有的USB口在數量上進行擴展,但所有接口共享帶寬會導致平均帶寬降低。
USB協議中對集線器的層數是有限制的。USB1.1規定最多4層,USB2.0規定最多6層。一個USB最多可接127個設備(地址占7bit)。
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USB的電氣特性
標準的USB連接線使用4芯電纜,5V電源線(Bbus)、差分數據線負(D-)、差分數據線(D+)和地線(GND)。在USB OTG中,使用5芯線纜,比標準的USB多了一條身份識別線(ID)。
USB使用的是NRZI編碼方式:當數據為0時,電平翻轉;數據為1時,電平不翻轉。
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USB的插入檢測機制
USB集線器的每個下游端口的D+和D-上,分別接了一個15kΩ的下拉電阻到地,當集線器端口懸空的時候,輸入端為低電平。
USB設備端的D+或者而在USB設備端,在D+或者D-上接了1.5K歐姆上拉電阻。對于全速和高速設備,上拉電阻是接在D+上;而低速設備則是上拉電阻接在D-上。
當設備插入集線器時,接了上拉電阻的那條數據線的電壓會被拉高,集線器檢測到這個狀態后,它就會報告給USB主控制器。USB高速設備先是被識別為全速設備,然后通過集線器和設備兩者的確認,再切換到高速模式。
總結
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