USB數(shù)據(jù)線結(jié)構(gòu)

USB數(shù)據(jù)線結(jié)構(gòu)
1、通常情況下，紅線：電源正極（接線上的標識為：+5V或VCC）、白線：負電壓數(shù)據(jù)線（標識為：Data-或USB Port -）、綠線：正電壓數(shù)據(jù)線（標識為：Data+或USB Port +）、黑線：接地（標識為：GROUND或GND）。
2 、USB頭正面向著自己（即有觸片那面向上，你自己可以清楚看見那些觸片），從左到右，那些觸片連接的線對應(yīng)的功能分別是：地線、讀數(shù)據(jù)線、寫數(shù)據(jù)線、＋5V線
3、U盤是USB接口
兩邊長的是電源線，中間短的是數(shù)據(jù)線
隨著PC擴展功能的不斷增強以及可連接外設(shè)的增多，如果采用非標準化的連接規(guī)范必然造成信息在速度、時序、數(shù)據(jù)格式以及類型等方面的不匹配，因此出現(xiàn)了形形色色的外部接口標準，標準PC的外部接口通常包括串口、并口、PS/2接口、USB接口、網(wǎng)絡(luò)接口、音頻接口和VGA接口等。
一、并行接口(Parallel Port/Interface)
并口采用25針的雙排插口，除最普遍的應(yīng)用于打印機以外，還可用于連接掃描儀、ZIP驅(qū)動器甚至外置網(wǎng)卡、磁帶機以及某些擴展硬盤等設(shè)備， 下面我們簡單看看并口的發(fā)展歷史：
最初的并口設(shè)計是單向傳輸數(shù)據(jù)的，也就是說數(shù)據(jù)在某一時刻只能實現(xiàn)輸入或者輸出。后來IBM又開發(fā)出了一種被稱為SPP(Standard Parallel Port)的雙向并口技術(shù)，它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同時輸入和輸出，這樣就將原來的半互動并口變成了真正的雙方互動并口； Intel、 Xircom 及Zenith于1991年共同推出了EPP(Enhanced Parallel Port,增強型并口)，允許更大容量數(shù)據(jù)的傳輸(500～1000byte/s),其主要是針對要求較高數(shù)據(jù)傳輸速度的非打印機設(shè)備，例如存儲設(shè)備等；緊接著EPP的推出，1992年微軟和惠普聯(lián)合推出了被稱為ECP(Extended Capabilities Port,)的新并口標準，和EPP不同，ECP是專門針對打印機而制訂的標準；發(fā)布于1994年的IEEE 1284涵蓋了EPP和ECP兩個標準，但需要操作系統(tǒng)和硬件都支持該標準，這對現(xiàn)在的硬件而言已不是什么問題了。目前我們所使用的并口都支持EPP和ECP這兩個標準，而且我們可以在CMOS當中自己設(shè)置并口的工作模式。
二、串行接口(Serial Port)
在早期的PC系統(tǒng)中串口的物理連接方式有9針和25針兩種方式，通過額外的子卡擋板與電腦連接，如下圖所示
隨著PC技術(shù)的發(fā)展，25針的串口逐漸被淘汰，目前串口都采用9針的連接方式直接集成在主板上。一般的PC主板都提供兩個串口。
標準的串口能夠達到最高115Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，而一些增強型串口如ESP(Enhanced Serial Port，增強型串口) 、Super ESP(Super Enhanced Serial Port，超級增強型串口)等則能達到460Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。
雖然主板一般都集成兩個串口，可Windows卻最多可提供8個串口資源供硬件設(shè)置使用(編號COM1到COM8)，雖然其I/O地址不相同，但是總共只占據(jù)兩個IRQ(1、3、5、7共享IRQ4，2、4、6、8共享IRQ3)，平常我們常用的是COM1～COM4這四個端口。我們經(jīng)常在使用中遇到這個問題——如果在COM1上安裝了串口鼠標或其他外設(shè)，就不能在COM3上安裝如Modem之類的其它硬件，這就是因為IRQ設(shè)置沖突而無法工作。這時玩家們可以將另外的外設(shè)安裝在COM2或4。
三、USB(Universal Serial Bus,通用串行總線)接口
1. 簡介
USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)接口是由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司于1994年底聯(lián)合提出的接口標準，其目的是用于取代逐漸不適應(yīng)外設(shè)需求的傳統(tǒng)串、并口。1996年業(yè)界正式通過了USB1.0標準，但由于未獲當時主流的Win95支持(直到Win95 OSR2才通過外掛模塊提供對USB1.0的支持)而未得到普及，直到1998年USB1.1標準確立和Win98內(nèi)核正式提供對USB接口的直接支持之后，USB才真正開始普及，到今天已經(jīng)發(fā)展到USB2.0標準。
電腦上的USB接口是一個包含四條金手指引腳的扁平接口(如上圖所示)，如果我們剖開USB外設(shè)的數(shù)據(jù)線，可以發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部共有四條線，其中兩條負責供電而另外兩條負責數(shù)據(jù)的傳輸，如下圖所示。
USB接口的連接線有兩種形式，通常我們將其與電腦接口連接的一端稱為“A”連接頭，而將連接外設(shè)的接頭稱為“B”連接頭(通常的外設(shè)都是內(nèi)建USB數(shù)據(jù)線而僅僅包含與電腦相連的“A”連接頭)。 “A”連接頭表示“上流”至電腦；“B”連接頭表示“下游”到外設(shè)。這樣采用了不同的結(jié)構(gòu)和定義就避免了連接上的混淆和困擾。
2. USB接口的性能特點
●熱插拔，使用方便
USB接口真正實現(xiàn)了熱插拔，在安裝硬件時再也不需要象串口或并口這樣經(jīng)過關(guān)機－連接－開機－裝驅(qū)動程序－重啟這樣的繁瑣過程，真正實現(xiàn)在開機狀態(tài)下的PnP（即插即用）。而且USB接口都有自己的單獨保留中斷號(由USB驅(qū)動程序自動分配，并在USB設(shè)備拔出后自動收回)，不會和其他設(shè)備競爭有限的資源，可免去許多配置的麻煩。
●帶寬大，速度快
USB1.1協(xié)議允許1.5Mbps和12Mbps兩種數(shù)據(jù)傳送速度規(guī)格，這大概是標準串口的100倍(115Kbps)以及標準并口的10倍，而新的USB2.0協(xié)議已經(jīng)可以提供速率為480Mbps的高速傳輸。
注：1Mbps=0.125MB/s
●可連接設(shè)備多
USB接口理論上可以通過USB Hub采用菊花鏈的形式擴展連接127個設(shè)備，節(jié)點間的有效距離為5 米，通過USB Hub可以將有效距離延長至30米。但注意采用USB Hub擴展接口時最多只允許5個Hub的級聯(lián)而且有30米的有效距離限制。
●簡單的網(wǎng)絡(luò)互連功能
可以利用USB接口來實現(xiàn)雙機互連以交換簡單的數(shù)據(jù)資料，組建最簡單的對等網(wǎng)。
必須指出的是，USB2.0功能的實現(xiàn)要求硬件和軟件同時支持，它包括主板的USB主控芯片和操作系統(tǒng)都要對USB2.0提供支持。就目前主流的Windows操作系統(tǒng)而言，目前只有Win2000和WinXP能夠提供對USB2.0的完整支持，在其它Windows操作系統(tǒng)下雖然系統(tǒng)可以識別USB2.0設(shè)備，但無法以高速模式運行，而包括Linux、MAC OS和BEOS在內(nèi)的非主流操作系統(tǒng)目前也開始提供對USB2.0的支持。
3. USB接口相關(guān)問題集
●我的硬件是否支持USB接口？
開機時進入CMOS設(shè)置界面，打開BIOS設(shè)置中的USB接口選項(Enable)。如果沒有相關(guān)選項則需要升級BIOS或說明主板不支持USB接口?，F(xiàn)今的主流主板都提供對USB接口的支持。
●我的操作系統(tǒng)是否支持USB接口？
以主流的Windows為例，在“我的電腦”－屬性－硬件－設(shè)備管理器－通用串行總線控制器中查看是否有“USB Host Controller”和“USB Root Hub”的相關(guān)項目，如果有則說明你的操作系統(tǒng)已經(jīng)支持USB接口，如果沒有則說明需要升級添加USB接口驅(qū)動程序或你的操作系統(tǒng)不支持USB接口。
在這種情況下可以手動添加一塊PCI接口的USB控制卡(一般自帶2～4個USB接口)，就像安裝聲卡或者顯卡一樣插上再安裝相應(yīng)的驅(qū)動程序就可以了。