USB的硬件特性

　　当用户一拿到USB缆线时，可以观察到USB的实体结构。以下，针对USB规范中所制定的各种USB的实体接口来加以介绍。

　　根据图1所示的层梯式星形的拓扑结构，可以看到主机端与集线器或设各必须依序由上→下或由下→上的连接方向。而为了避免连接错误，因此在USB规范中定义了两种不同大小形状的USB连接头，即A与B型连接头。其相关的尺寸与引脚编号如图1所示。

　　图1 A与B型连接头的图标

　　·A型连接头：用来连接下端端口的设各，且为长方扁平的形状，所以在PC主机机壳后的根集线器以及在集线器中往下扩充的连接端口就是A型连接头。

　　·B型连接头：用来连接上端端口的设备或集线器，且为正方形。至于如何辨识连接头的正反面呢？如图1所示，在每一个连接头都可以找到通用串行总线标记的图案溺妒。而这一面即为连接头的正面。

　　在新的USB 2．0规范中增加设置了Mini－B接头，如图2所示。这个Mini－B连接器是原本B型连接器的一半大小。这种Mini－B连接器应用在需要缩小面积的消费性电子产品上，如数码照相机。不管用户使用的是一般B型连接器或Mini B连接器，连接至计算机的另一端都需要A型连接器。A型连接器连接至计算机主机端（往上端，Upstream），而B型连接器则连接至设各端（往下端，Downstream）。因此，具各扩充USB外围接口的集线器，也就同时具各了A型连接器与B型连接器。

　　图2 Mini-B的连接器（引用自Mainsuper公司）

　　所有的连接器中包含了4条USB缆线的电线的线规以及颜色如表所列。但其中，对于Mini B连接器则增加了ID引脚。若支持USB On The Go（OTG）规范，则使用这个ID，用来辨识设备预设的模式（主机或设各）。因为，新的OTG规范已经修改USB规范延伸至点对点的方式来连接。新的USB OTG规范将使得USB设备不再局限于主机为整个USB总线上的惟一“主”设各。通过这种规范的延伸，所有的USB设备具备了主／从切换的特性。

　　表 USB缆线／连接器的信号与颜色

　　每个连接头内拥有4个引脚：其中2个用来传递差动数据，另2个则是供给USB设备电源。其中，一对电源线采用20～28AWG（America Wire Gauge，美国线规）的导线。

　　但对于传递差动数据的规线，就需要多加注意。USB的数据传输速率分为全速（12Mbps）与低速（1.5 Mbps）两种规范。虽然这两种传输格式都可以使用28AWG的导线，但是全速的差动数据信号线必须采用绞线对的形式，而且还须加上屏蔽的处理才可以。屏蔽的作用是防止高速传输时产生的EMI电磁干扰。但对于低速的差动数据信号线就无须使用绞线对或加上屏蔽处理。这样设计也是为了减少成本并符合经济效益。

　　虽然在USB的规范中，明确地规定了全速设备缆线的长范围为5 m，低速设备则为3 m。但在实际的考虑上，就不得不考虑传输延迟的问题，记随着传输延迟的增加，缆线的长度也会随之递减。例如，对于全速设备而言，如果传输延迟高达9ns/m，缆线长度仅有3.3m；反之，若在稍微理想状态下，其传输延迟为6.5ns/m，缆线长度就可延伸至4.6m。

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