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  • USB接口电气特性

    2020-11-13 06:16:09
    如图1所示,呈现了在全速设备与PC主机之间电气特性的连接。除了Vcc(+5 V)与接地线外,需要特别注意的是D+与D-的差动数据信号线。首先,在连接至USB收发器之前必须先串接9O~44Ω的电阻。而后根据不同的USB设各的...
  • usb接口

    2014-02-09 10:07:21
    USB接口是指分布在计算机的后面或者两侧的多个通用串行总线接口。通过这些USB接口,您可以将从鼠标到打印机的各种设备连接到计算机上,既方便又快捷。...USB接口电气特性 USB接口技术分析及电路设计

     

    USB接口是指分布在计算机的后面或者两侧的多个通用串行总线接口。通过这些USB接口,您可以将从鼠标到打印机的各种设备连接到计算机上,既方便又快捷。

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  • 1.前言:USB(Universal Serial Bus)通用串行总线,市面上USBS接口让人眼花缭乱,傻傻分不清,官方貌似喜欢改名字...2.电气接口一览图:该图图块来自viki3.引脚说明(1)USB2.0 Type A/B 引脚说明:pin1.VBUS ,pin2.D-...

    1.前言:USB(Universal Serial Bus)通用串行总线,市面上USBS接口让人眼花缭乱,傻傻分不清,官方貌似喜欢改名字,造成同一接口有很多不同叫法。有些无良商家更是以此来误导消费者。在此写下该文章以做记录也便更多人简单了解USB接口。

    2.电气接口一览图:

    ce1bd2261755f7b95096f79ecccea7bb.png

    该图图块来自viki

    3.引脚说明

    (1)USB2.0 Type A/B 引脚说明:

    pin1.VBUS , pin2.D- , pin3.D+  ,pin4.GND

    (2)USB2.0 mini/micro 引脚说明:

    pin1.VBUS ,pin2.D- , pin3.D+ ,pin4.ID , pin5.GND

    (3)USB 3.X  Type A引脚说明:

    b7687e8e161c9a4c4f1a0201ec5a3127.png

    (4)USB 3.X  Type B引脚说明:

    638c540e82e9bdeaf571eebe837700b9.png

    (5)USB 3.X   Micro-B引脚说明:

    0570915ef94955c1d8f17078fe677118.png

    4.传输速率

    各个版本的名称及速度,平时我们觉得传输速度是达不到理论速度的,这是因为,传输用户数据的同时也有协议开销,也有带宽保留,USB2.0理论速度达60MB/s,但实际速度只有24MB/s左右。

    82484aead1fa80f9339deed559a3f798.png

    5.常用设备类别和ID

    6d7d50f8e634eea9b2529d071e31e3c2.png

    该图源来自viki

    6.传输方式

    (1)控制传输(Control)——一般用于短的、简单的对设备的命令和状态反馈,例如用于总线控制的0号管道。

    (2)同步传输(Isochronous)——按照有保障的速度(可能但不必然是尽快地)传输,可能有数据丢失,例如实时的音频、视频。

    (3)中断传输(Interrupt)——用于必须保证尽快反应的设备(有限延迟),例如鼠标、键盘。

    (4)批量传输(Bulk)——使用余下的带宽大量地(但是没有对于延迟、连续性、带宽和速度的保证)传输数据,例如普通的文件传输。

    7.关于速率换算

    (1)十进制比特率,多用于在通信领域,USB传输速率采取该换算方式:

    1Gbit/s=1000Mbit/s ,1Mbit/s=1000kbit/s ,

    1Kbit/s =1000bit/s

    1Tbit/s=10^12bit/s,1Gbit/s=10^9bit/s,

    1Mbit/s=10^6bit/s,1Kbit/s=10^3bit/s,

    (2)二进制比特率,多用于存储领域:

    1Gibit/s =1024Mibit/s ,1Mibit =1024 Kibit/s,

    1Kibit/s=1024bit/s

    1Tibit/s =2^40bit/s,1Gibit=2^30bit/s,

    1Mibit=2^20bit/s,1Kibit=2^10bit/s

    (3)1Byte(字节)=8bit(位),平时看速率单位时,要注意区分大小写B/b,其所代表的意义不一样,大写B代表Byte,小写b代表的是bit。

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  • USB即通用串行总线,接口、引脚定义及电平在不同代有不同的要求。 现在常用USB 2.0和USB 3.x。USB 3.X向下兼容,比2.0多了一对高速差分接收和一对高速差分发送。 USB1和USB2可能用到接口类型有Type A、mini A, ...

    USB即通用串行总线,接口、引脚定义及电平在不同代有不同的要求。
    一些容易混淆的概念
    现在常用USB 2.0和USB 3.x。USB 3.X向下兼容,比2.0多了一对高速差分接收和一对高速差分发送。
    USB1和USB2可能用到接口类型有Type A、mini A, micro A、B、mini B、micro B,USB 3.x接口类型改为了A、B、micro B 和 C。2007起,Mini-A和Mini-AB接口已经不再使用。
    常用USB接口
    USB1.0 和2.0引脚定义:
    USB1和2引脚定义
    USB3.x引脚定义:
    若采用Type A/B则有9 Pin,若采用Type C则有22 pin。USB3.X可以向下兼容USB1和USB2.
    若采用Type A/B的usb 3.x:
    Type A/B的USB3.x
    采用type C的usb 3.x:
    typeC接口定义
    D+/D-:当USB3接口不可用的时候,这些引脚为USB2信号提供信号通道,因此兼容USB2电平。
    Vbus/GND:这些引脚能够为上行数据接口提供100W的供电能力,或者在一些情况下支持点对点供电。
    剩余的连接是“非对称”的,也就是说在连接器插入方向错误时这些连接无法正常工作,除非这些端口在电气或逻辑上做了修正,USBs Type-C的非对称连接包含:
    Tx1/2,Rx1/2:提供最多2个通道的超速数据链路,实现双向高达20Gbps的带宽。
    CC1/CC2:配置通道信号用于连接的发现、配置和管理。请注意它们中仅一个信号用作配置通道,另一个在上行数据端口中用于为USB逻辑供电。
    SBU1,SUB2:边带使用(Side Band Use)信号适用于传输非USB信号,它们用于模拟音频模式,也可用于可选(Alternate)模式.
    CC(Configuration Channel):配置通道作用:检测USB端口是否连接设备;决定电缆和双绞线的连接方向,以建立USB数据总线路由;在两个端口间,建立“host”和“device”的角色; 发现和配置VBUS; 配置VCONN;发现和配置可选的替代和辅助模式。

    传输速率:
    USB版本 理论最大传输速率 速率称号 最大输出电流 推出时间
    USB 1.0 1.5Mbps(192KB/s) 低速(Low-Speed) 5V/500mA 1996年1月
    USB 1.1 12Mbps(1.5MB/s) 全速(Full-Speed) 5V/500mA 1998年9月
    USB 2.0 480Mbps(60MB/s) 高速(High-Speed) 5V/500mA 2000年4月
    USB 3.0(USB 3.1 Gen 1) 5Gbps(500MB/s) 超高速(Super-Speed) 5V/900mA 2008年11月 / 2013年12月
    USB 3.1 Gen 2 10Gbps(1212MB/s) 超高速+(Super-speed+) 20V/5A 2013年12月
    值得一提的是Thunderbolt 2和3也是采用type C接口,理论最高速度分别为20Gbps和40Gbps。
    Note: 若编码无损失,则8bps=1Byte/s=1B/s,若采用8b/10b编码,有效数据为80%,则10bps=1B/s;若采用128b/132b编码,则132b/s=128B/s.
    1Gbps=1000kbps=10^6bps; 通讯速率单位
    1GB/S=1024kB/s=2^20B/s;计算机数据单位Byte/s
    双工类型: USB1和2双工半双工;USB3.X全双工。

    电平类型及范围:
    USB 2.0:
    对于USB 2.0 采用差分线进行数据传输,D+/D-采用(3.3V逻辑电平)。
    差分信号高电平:D+>2.8V,D-<0.3V。不直接代表逻辑。
    差分信号低电平:D->2.8V, D+<0.3V。不直接代表逻辑。
    单端0状态(SE0):D+<0.3V, D-<0.3V;一般用于复位信号,SE0状态维持10ms以上则复位。
    单端1状态(SE1):D+>2.8V,D->2.8V;无效状态,一般不出现。
    低速下:差分信号高电平(D+>2.8V,D-<0.3V)为K状态,低电平(D->2.8V,D+<0.3V)为J状态;
    高速和全速下:差分信号高电平为J状态,低电平(D->2.8V,D+<0.3V)为K状态;
    主机默认在D+和D-都有15k电阻下拉,若从机D+有1.5k电阻上拉则为高速或全速设备,若D-有1.5k上拉则为低速设备。
    USB低速与高速设备的识别
    电平变化与逻辑关系:
    差分信号状态并不直接代表数据状态0或1,而是指示逻辑电平有变化。USB采用不归零取反(NRZI)来传输数据,当传输线上的差分数据输入0时就取反,输入1时就保持原值无变化保持1,有变化变为零。当在USB总线上发送一个包时,传输设备就要进行位插入操作(即在数据流中每连续6个1后就插入一个0),从而强迫NRZI码发生变化。
    USB的不归零取反编码
    空闲(idle)状态:J状态,即数据发送前的总线状态。
    挂起(suspend)状态:3ms以上的J状态。
    同步(sync)状态:3个KJ状态切换,并跟随2位时间的K状态。
    USB同步状态
    恢复(Resume)状态:20ms的K状态+低速EOP.
    1) 主机在挂起设备后可通过翻转数据线上的极性并保持20ms来唤醒设备,并以低速EOP信号结尾。
    2) 带远程唤醒功能的设备还可以自己发起唤醒型号:前提是设备已经进入idle至少5ms,然后发出唤醒K信号,维持1ms至15ms并由主机在1ms内接管继续驱动唤醒信号。
    USB恢复状态
    起始(Start of Package, SOP)状态:从空闲状态切换到K状态。
    结尾(End of Package,EOP)状态:持续2位时间的SE0状态,随后跟随1位时间的J状态。
    数据在USB线里传送是由低位到高位发送的。USB数据是由二进制数字串构成的,首先数字串构成域(有七种),域再构成包(令牌包,数据包,握手包),包再构成事务(IN、OUT、SETUP),事务最后构成传输(中断传输、并行传输、批量传输和控制传输)。
    数据包格式:
    USB数据包格式
    包是USB总线数据传输的最小单位,不能被打断或干扰,否则会引发错误。若干个数据包组成一次事务传输,一次事务传输也不能打断,属于一次事务传输的几个包必须连续,不能跨帧完成。一次传输由一次到多次事务传输构成,可以跨帧完成。
    USB事务传输
    对于USB3.X高速差分对,电压电平定义有:差分信号电压摆动典型0.5V,最小0.2V,最大0.6V。共模电压最小值为0V,最大为2.2V。
    在这里直流量定义为FDC<30 kHz的频率分量,交流定义为FDC> 30 kHz的频率分量.
    USB3.X电气规范1
    USB3.X电气规范2
    USB 3.0 采用8b/10b编码,USB3.1采用128b/132b编码。

    传输阻抗:典型90欧,最小72,最大120.
    允许并联电容:USB3.0 USB 3.1最大允许265n
    支持设备数量:一个接口一对一,USB3.0可以通过hub拓展道32个.
    应用场合:
    USB应用场合

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  • USB电气特性

    千次阅读 2009-05-13 11:36:00
    USB OTG中,又增加了一种mini接口,使用的是5根线,比标准的USB多了一根身份识别(ID)线。USB使用的是差分传输模式,有两根数据线,分别是D+和D-。在USB的低速和全速模式中,采用的是电压传输模式。而在高速模式下...

    标准的USB使用4根线:5V电源线(Vbus),差分数据线负(D-),差分数据线正(D+),地(Gnd)。在USB OTG中,又增加了一种mini接口,使用的是5根线,比标准的USB多了一根身份识别(ID)线。USB使用的是差分传输模式,有两根数据线,分别是D+和D-。在USB的低速和全速模式中,采用的是电压传输模式。而在高速模式下,则是电流传输模式。关于具体的高低电平门限值,请参看USB协议。为了防止出现长时间的0或者1(这样不利于时钟信号的提取),在发送数据前要经过位填充处理。然后再将数据串行化,发送到数据线上,由两根数据线的差分值来表示0或者1。而在接收端,则刚好是相反的过程。接收端采样数据线,将数据并行化,并同时去掉未填充,然后解析数据。通常,我们使用现成的USB芯片,像位填充,串行化这些芯片内部的硬件已经帮我们做好了,因此通常我们并不用关心这些细节。在设备接收数据时,芯片的串行接口引擎(SIE)会接收属于自己地址的数据,并根据相应的端口号,放到相应的缓冲区内,并返回ACK给主机进行确认,然后产生中断请求,通知我们的程序,已经收到数据包了。在我们还未处理完缓冲区的数据之前,如果再收到对该端点的输出请求,USB芯片将会使用NAK返回,告诉主机端点现在忙,主机检测到NAK后,过段时间会重试输出数据,直到超时为止;发送数据时,用户将数据写入USB芯片的缓冲区,并通知USB芯片缓冲区内数据可用,然后USB芯片检测到主机请求对应的端点输入时,它就会将数据返回,数据发送完毕并收到主机的ACK确认之后,产生中断请求通知应用程序数据已经发送完毕。如果USB芯片已经收到了输入请求,但是用户程序还未填充好缓冲区,它也会用NAK返回,告诉主机数据还未准备好。主机收到NAK后,过段时间会重试,直到超时为止。 在USB协议中规定,设备在未配置之前,可以从Vbus上最多获取100mA的电流;在配置之后,最多可从Vbus上获取500mA的电流。Vbus是5V的电压,具体的参数请参看USB协议。

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  • 摘要:本文介绍了一种利用DSP处理DM642、CPLD及USB芯片等器件构造的带有USB接口的图像采集和处理系统。设计了USB通信接口的硬件电路,在DSP/BIOS架构上编写了USB的固件程序和主机端的设备驱动程序。该系统可用于香烟...
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    2009-08-14 16:28:08
    对usb接口进行了全面的讲解包括usb电气特性,规范,协议层等等
  • 摘要:本文介绍了一种利用DSP处理DM642、CPLD及USB芯片等器件构造的带有USB接口的图像采集和处理系统。设计了USB通信接口的硬件电路,在DSP/BIOS架构上编写了USB的固件程序和主机端的设备驱动程序。该系统可用于香烟...
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  • USB入门系列之三 —— USB电气特性

    千次阅读 2013-09-10 09:01:10
    USB OTG中,又增加了一种mini接口,使用的是5根线,比标准的USB多了一根身份识别(ID)线。USB使用的是差分传输模式,有两根数据线,分别是D+和D-。在USB的低速和全速模式中,采用的是电压传输模式。而在高速模式下...
  • USB OTG中,又增加了一种mini接口,使用的是5根线,比标准的USB多了一根身份识别(ID)线。USB使用的是差分传输模式,有两根数据线,分别是 D+和D-。在USB的低速和全速模式中,采用的是电压传输模式。而在高速模式下...
  • USB架构概述之二物理接口

    千次阅读 2014-10-16 16:08:55
    USB的物理接口被描述成总线的电气和机械
  • CAN接口采用金升阳电源模块和信号隔离芯片实现2500V DC电气隔离,USB接口ESD静电防护;具有优秀的EMC性能,可靠性测试项目:ESD接触放电8KV、浪涌±1KV、脉冲群±2KV,工业级,通过CE-EMC和FCC认证。 2,can分析仪,...
  • USB入门系列之三-----USB电气特性

    千次阅读 2013-11-16 20:20:52
    USB OTG中,又增加了一种mini接口,使用的是5根线,比标准的USB多了一根身份识别(ID)线。USB使用的是差分传输模式,有两根数据线,分别是D+和D-。在USB的低速和全速模式中,采用的是电压传输模式。而在高速模式下...
  • 原文地址:USB电气特性(转自电脑圈圈)作者:狼之行标准的USB使用4根线:5V电源线(Vbus),差分数据线负(D-),差分数据线正(D+),地(Gnd)。在USB OTG中,又增加了一种mini接口,使用的是5根线,比标准的USB多了一根...
  • CAN 接口采用金升阳电源模块和信号隔离芯片实现 2500V DC 电气隔离,USB 接 口 ESD 静电防护;具有优秀的 EMC 性能,可靠性测试项目:ESD 接触放电 8KV、浪涌±1KV、脉冲群±3KV,,通过CE-EMC 和 Rohs 认证。 配套...
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空空如也

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