USB工作原理

　　USB通用串行总线规范是以Intel为主，并由康柏、微软、IBM、DEC及日本NEO等共同制定的串行接口规格。USB2.0规范向下兼容USB1.1，数据的传输率达120～240Mbps，为大数据量高速实时传输提供了强有力的通信方式，支持宽带数字摄像设备及下一代扫描仪、打印机及存储设备。

　　一个USB系统可以从三个方面加以描述：USB互连、USB从端口和USB主端口。

　　1． USB互连

　　USB互连是指一个USB主端口（USB Host）与USB从端口相连并和其通信的方式，它包括以下几方面。

　　·总线的拓扑结构：USB主端口和USB从端口的连接模式。

　　·数据流模型：描述了数据在系统中通过USB从产生方到使用方的流动方式。

　　·任务规划：USB提供多个从端口共享的连接，对USB从端口必须进行规划以分配带宽。

　　USB的总线拓扑结构如图所示，它是一个星型结构，集线器（Hub）位于每个星型结构的中心，USB协议规定多允许5级集线器进行级连。这种集线器级连的方式使得外设的扩展很容易。

　　数据流模式对于USB设备很关键。USB协议支持以单向或双向的方式，在USB主端口和一个USB设备之间交换功能数据和控制信息。USB的数据传输是在主端口和一个USB从端口上的特定端点之间进行的，一个给定的USB从端口支持多个数据传输端点。USB主端口将分别处理一个USB从端口的任一端点与其他端点上的通信，这种主端口和一个USB从端口之间的联系称为管道。

　　图 USB总线拓扑结构

　　在USB技术的体系结构中有基本的数据传送类型，任一给定的管道都必须能够支持其中的一种传输方式。

　　2．USB从端口

　　USB从端口包括USB集线器和功能设备（Function）两大类。它们都必须有标准的USB接口，理解USB协议，支持标准的USB操作（如配置、复位等）。它们的描述信息也必须具有USB协议定义的标准格式。集线器为USB总线提供扩展和连接；功能设备是具有一定特殊应用功能的设备，它能发送数据到主机，也可以接收来自主机的数据和控制信息。

　　3．USB主端口

　　USB主机是USB系统的，在一个USB系统中只有一个主端口主端口的USB接口称为USB控制器，通过它主机和外围USB设备进行通信。在主机中还集成了一个根集线器（Root Hub），用于直接与外设相连或与一般USB Hub级连。主机所具有的功能包括：

　　·检测USB设备的插入和拔出。

　　·管理主机与设备之间的数据流。

　　·对设备进行必要的控制。

　　·收集各种状态信息。

　　·对插入的设备供电。

　　ARM内部集成了USB控制器，可以接出USB Host端口，用于系统调试。