USB系列一：USB技术概念-编程知识

在这里USB的历史就不赘述了，有兴趣可以自己去搜索。也省略掉USB接口的概述，这些都是一些飞技术性的常识性的知识，没必要浪费篇幅和文字来描述。

一、USB总线版本：（从USB1.1说起）

1、USB1.1

1998年9月23日，USB-IF组织对USB1.0总线技术进行了升级，推出了USB1.1总线接口规范。在USB1.1总线规范中，规定了新的全速传输速率（Full-SpeedUSB）为12Mbps。

USB1.1总线技术具有如下的典型特征：

a、兼容低速1.5Mbps和全速12Mbps两种速率模式。

b、良好的热插拔特性，在开机的情况下，也可以安全地任意连接或断开USB设备。

c、广泛的操作系统支持，在Windows98及其以上的操作系统都提供了对USB的完整支持，很多USB设备可以直接被识别，例如鼠标、键盘、U盘等。

d、数据传输线缆最大长度为3米。

e、向外可以提供5V的电源，最大输出电流为500mA。

f、强大的扩展能力，一个USB接口理论上可以扩展支持127个USB设备。

2、USB2.0

USB-IF组织与2000年4月27日公布了USB2.0总线技术规范，其中规定了新的高速传输速率（High-SpeedUSB）为480Mbps，是USB全速的40倍。

USB2.0总线技术具有如下的典型特征：

a、具有480Mbps的高速传输能力，向下兼容低速1.5Mbps和全速12Mbps两种速率模式。

b、继承了良好的热插拔特性，在开机的情况下，也可以安全地任意连接或断开USB设备。

c、广泛的操作系统支持，最新的Windows、Linux操作系统都提供了对USB的完整支持，很多USB设备可以直接被识别，例如鼠标、键盘、U盘、移动硬盘等等。

d、数据传输线缆最大长度为5米。

e、向外可以提供5V的电源，最大输出电流为500mA。

f、强大的扩展能力，通过USBHub级连的方式，一个USB接口理论上可以扩展支持127个USB设备。

g、支持4种传输方式：控制传输、中断传输、同步传输和块传输。

3、USB3.0

于2008年11月17日由USB-IF组织推出。新的USB3.0规范支持全新的超速传输速率（Super-SpeedUSB）为5.0Gbps，提供了十倍于USB2.0的传输速度和更高的节能效率，可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。USB3.0同时还向下兼容USB2.0总线技术，使得用户和设备厂商可以实现平滑过渡。

USB3.0总线技术具有如下的典型特征：

a、提供了更高的5.0Gbps的超速传输速度，并向下兼容低速1.5Mbps、全速12Mbps和高速480Mbps传输速率。

b、向外可以提供5V的电源，最大输出电流为900mA。

c、增加了新的电源管理职能，支持待机、睡眠以及暂定模式，更加省电。

d、全双工数据通信，提供了更快的传输速度。

e、数据传输线缆最大长度为3米。

二、USB规范

1、USB总线技术规范规定了USB的设备类型、数据传输方式和协议等等信息，这是USB芯片制造商和驱动开发商必须遵守，也是USB设备设计者需要了解的。

USB规范标准包括三个部分：

USB基本规范，USB设备类规范和USBHOST控制器规范。其中USB基本规范描述了USB1.0、USB1.1、USB2.0、USB3.0和USBOTG的协议规范，这是USB芯片厂商重点需要关注的。USBHOST控制器规范则描述了USB主控制器的协议内容，这是USBHOST芯片厂商重点需要关注的。对于一般的USB设备开发者来说，更为关心的是USB设备类规范。

常用的USB设备类规范包括如下几项：

语音设备类(AudioDevice)：例如麦克风，音箱。

通信设备类(CommunicationsDevice)：例如调制解调器Modem。

芯片/智能卡接口设备类(Chip/SmartCardInterfaceDevice)：例如USBKey、USBSmartCard等

设备固件更新类(DeviceFirewareUpgrade)：用于USB设备自身软件更新。

影像设备(ImageDevice)：例如扫描仪、数码相机、打印机。

人机交互设备(HumanInterfaceDevice)：如鼠标、键盘、游戏杆等等。

IrDA设备类(IrDABridgeDevice)：这个主要是针对红外遥控和数传设备。

存储设备类(MassStorageDevice)：例如光驱、U盘、移动硬盘等等。

物理接口设备类(PhysicalInterfaceDevice)：如各种数据采集卡。

电源设备类(PowerDevice)：这个主要是针对电源控制的设备。

打印机设备类(PrinterClass)：这个专门针对各种黑白或彩色打印机，以及照片打印机。

监控设备类(MonitorDevice)：例如显示器。

自定义设备类（CustomDevice）：依赖于特定需求而开发的USB设备。USB设备类规范描述了典型的USB设备，对于有专门设备类的USB设备，设计者需要严格按照相应的设备类规范来设计，这样才能保证良好的兼容性和通用性。另外，也可以在一个USB设备中实现两个或多个设备类，从而构成复合USB设备。而对于一些用户的特性需求，而可以自由发挥，例如数据采集、USB遥控终端等等。

2、其他USB规范

1．USBOTG

USBOTG技术主要针对的事移动设备之间的互联和数传，其是USBOn-The-Go的缩写。USBOTG技术可以使设备在没有USB主机的情况下进行输出交换，例如通过OTG技术数码相机直接连接到打印机上便可以打印照片，手机通过OTG技术可以直接读取U盘中的文件等等。USBOTG技术包括两个版本，USB全速OTG和USB高速OTG。其中，全速USBOTG也就是USB1.1OTG，其支持12Mbps的传输速率。而高速USBOTG也即是USB2.0OTG，其支持480Mbps的传输速率。

2、无线USB

无线USB，也就是WirelessUSB，简称为WUSB。WUSB是于2004年，在Intel春季技术峰会上提出的一个全新无线传输标准。其竞争目标是蓝牙技术，具有传输速度快、功耗低等诸多优势。WUSB传输速率可达480Mbps，相当于USB2.0高速的传输速率，而且可以在10米内无线传输。这使得设备之间能够摆脱线缆的束缚。典型的无线USB设备包括无线USB鼠标键盘、无线USB网卡和无线USB显示器等等。目前，WUSB技术正在发展和推广阶段，需要更多的芯片厂商提供支持才能在市场上占据一定地位。