usb标准详解.doc

第一章 技术背景 本章对通用串行总线USB的技术背景作一简单描述,包括设计目标,总线特征和现有技术. USB的目标: 结构 6.1USB物理结构包括与HUB下游接口连接部分和与另一个HUB或设备上游的连接部分.USB有三种速度:高速(480Mb/s),全速(12Mb/s)(这两种线要求使用遮蔽,其中包括一对电源线和一对绞合信号线),低速推荐但是不要求信号线对绞.端子应设计为热插拔型,USB上的标记使你靠触觉就可以非常容易的找到正确的方位. 6.2端子协议 为了减少终端使用者的问题,USB采用了端子协议, A端子和B 端子的物理结构不同,A端子直接和主机或HUB的下游接口相连接 所有的USB设备都要有A 端子 以下是描述插头和插座是如何匹配的 A插座与A插头相匹配,A插座的功能是主机或HUB 的输出 A插头与A 插座相匹配,A插头是指向主机系统 B插座与B插头相匹配,B插座的功能是主机或HUB 的输入 B插头与B插座相匹配,B插头总是指向HUB或设备 6.3电缆 USB包括四根线:两根电源线,两根信号线.高速/全速电缆信号线对绞,完全遮蔽,高速/全速电缆应标识出适当的使用方法(见6.6.2),高速/全速电缆可以用于低速,全速和高速的传输设备.当高速/全速电缆应用于低速设备时,电缆一定要满足低速要求.低速电缆建议但是不要求信号线对绞. 6.4电缆组合 此项规格说明三种USB组合:标准可分离电缆,受制电缆和低速受制电缆. 标准可分离电缆是一种一端是A 插头另一端是B插头的高速/全速电缆; 受制电缆是一端是A插头,另一端与高速/全速外围设备相连; 低速受制电缆是一端连接A插头,另一端与低速外围设备相连接.其它的组合方式是不允许的. 电缆组合的颜色由提供者规定,推荐的颜色为白,灰,或黑 6.4.1标准可分离电缆组合 高速和全速设备可使用B端子,允许设备有一个标准的USB电缆,这就免除了制造设备固定电缆的必要,同时也使换线问题变得容易解决. 表6-2列举了标准可分离电缆的组合 必须满足以下电气要求 一端A插头一端B插头 电缆必须规定用于高速/全速 电缆阻抗必须满足高速/全速驱动器,驱动器规定了阻抗,参考7.1.1 允许的最大电缆长度和信号传播延时.参考7.1.14和7.1.17 信号线之间的传播延时偏差应为最小.参考7.1.3 电源线中负极是上下游共同的负极,电缆的最大长度受压降的限制.(参考7.2.2)最小可接受的线径由连接设备决定. 电源线中的正极为连接设备提供电源 6.4.2高速受制电缆组合 电缆的一端与外围设备相连就被认为是受制电缆.高速/全速电缆可应用于高速,全速,低速设备.当在低速设备使用一个高速/全速硬联机电缆时,电缆必须满足低速要求 高速/全速受制电缆组合应满足以下电气特性: 一端有射出后的A端,另一端由供应者规定,如果供应者规定为热插拔,那么应是B端子 电缆必须为额定的高速和全速. 电缆的阻抗必须与高速和全速驱动器相匹配,驱动器对阻抗有特殊的要求.参考7.1.3 由信号的衰减和传播延时决定电缆的最大长度,参考7.1.14和7.1.17 信号线间的延时偏差应为最小.参考7.1.3 电源线中的负极为上下游接口的共同负极.线的长度受通过地线压降的限制,参考7.2.2,线径由最差电流消耗计算得出. 电源线中的正极为与其相连接的设备提供能量,最小线径为提供者规定 6.4.3低速受制电缆组合 当电缆与外围设备之间采用硬线连接时就被认为是受制组合.低速电缆只可用于低速设备.低速受制电缆应满足以下电气要求: 电缆的一端连接射出后的A插头,由供应者规定另一端.若供应者特意设计为热插拔的话,它就应为满足相同参数的USB B 端子. 低速驱动器对电容值作出特殊化的要求,这个值包括D+,D-之间的所有介质的电容值而不仅仅是电缆的电容值.电缆的选择必须确保完整的电容值在规定的最大值和最小值之间,若应用的c值不满足最低要求,应增加额外的电容值.参考7.1.1.2 低速电缆的最大长度由信号的上升和下降时间决定,这就使低速线明显的比高速线短.参考7.1.1.2 信号线之间的传播延时偏差必须最小.参考7.1.3 电源线的负极提供给上游和下游一个共同的参数,电缆的最大长度由通过负极的压降决定,参考7.2.2,最小线径由最差电流消耗决定 电源线的正极给与其连接的设备提供电源,其最小的线径由供应者规定 6.4.4优化USB以便使用,我们期望的是即插即用.