U* A MALE SMT(沉板）

简述

U*的沿革

　　不过直到近期，它才得到广泛地应用。从1994年11月11日发表了U* V0.7版本以后，U*版本经历了多年的发展，到现在已经发展为3.0版本，成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主板中主要是采用U*1.1和U*2.0，各U*版本间能很好的兼容。U*用一个4针（U*3.0标准为9针）插头作为标准插头，采用菊花链形式可以把*的外设连接起来，*多可以连接127个外部设备，并且不会损失带宽。U*需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持U*功能的控制芯片组，主板上也安装有U*接口插座，而且除了背板的插座之外，主板上还预留有U*插针，可以通过连线接到机箱前面作为前置U*接口以方便使用（注意，在接线时要仔细阅读主板说明书并按图连接，*不可接错而使设备损坏）。而且U*接口还可以通过专门的U*连机线实现双机互连，并可以通过Hub扩展出更多的接口。U*具有传输速度快（U*1.1是12Mbps，U*2.0是480Mbps,U*3.0是5 Gbps），使用方便，支持热插拔，连接灵活，*供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、U*网卡、ADSL Modem、Cable Modem等，几乎*的外部设备。 　　U*接口可用于连接多达127个外设，如鼠标、调制解调器和键盘等。U*自从1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成为当今个人电脑和大量智能设备的*配的接口之一。 　　U*各版本区别版本*大传输速率速率称号*大输出电流协议推出时间： 　　U*1.0：1.5Mbps(192KB/s)低速(Low-Speed)500mA……1996年1月 　　U*1.1：12Mbps(1.5*/s)全速(Full-Speed)500mA……1998年9月 　　U*2.0：480Mbps(60*/s)*(High-Speed)500mA……2000年4月 　　U*3.0：5Gbps(640*/s)*速(Super-Speed)900mA……2008年11月

U*的应用

　　随着计算机硬件飞速发展，外围设备日益增多，键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所共知，数码相机、MP3随身听接踵而至，这么多的设备，如何接入个人计算机？U*就是基于这个目的产生的。U*是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口，其规格是由Intel（英特尔）、NEC、Compaq、DEC、IBM（商业机器公司）、Microsoft（微软）、Northern Telecom联系制定的。 　　U*1.1标准接口传输速率为12Mbps，但是一个U*设备*多只可以得到6Mbps的传输频宽。因此若要外接光驱,至多能接六倍速光驱，无法再高。而若要即时播放MPEG-1的VCD影片,至少要1.5Mbps的传输频宽,这点U*办得到,但是要完成数据量大四倍的MPEG-2的DVD影片播放，U*可能就很吃力了，若再加上AC-3音频数据，U*设备就很难实现即时播放了。 　　一个U*接口理论上可以支持127个装置，但是目前还无法*这个数字。其实，对于一台计算机，所接的周边外设很**过10个的，因此这个数字是*我们使用的。 　　U*还有一个显著优点就是支持热插拔，也就是说在开机的情况下，你也可以*地连接或断开U*设备，*真正的即插即用。 不过，并非*的Windows系统都支持U*。目前，Windows系统中有许多不同的版本，在这些版本中，只有Windows98以上版本的系统对U*的支持较好，而其他的Windows版本并不能完整支持U*。例如Windows95的*售版是不支持U*的，只有后来与PC捆绑销售的Windows95版本才支持U*。 　　目前U*设备虽已被广泛应用，比较普遍的是U*2.0接口，它的传输速度为480Mbps每秒。用户的需求，是*科技发展的动力，厂商也同样认识到了这个瓶颈。这时， COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS这7家厂商联合制定了U* 2.0接口标准。U* 2.0将设备之间的数*输速度增加到了480Mbps，比U* 1.1标准快40倍左右，速度的*对于用户的*大好处就是意味着用户可以使用到更*的外部设备，而且具有多种速度的周边设备都可以被连接到U* 2.0的线路上，而且无需担心数*输时发生瓶颈效应。 　　所以，如果你用U* 2.0的扫描仪，就*不同了，扫一张4M的图片*0.1秒钟左右的时间，一眨眼就过去了，效率大大*。 　　而且，U*2.0可以使用原来U*定义中同样规格的电缆，接头的规格也*相同，在*的前提下一样保持了U* 1.1的*特色，并且，U* 2.0的设备不会和U* 1.X设备在共同使用的时候发生任何冲突。 　　U*2.0兼容U*1.1，也就是说U*1.1设备可以和U*2.0设备通用，但是这时U*2.0设备只能工作在全速状态下(12Mbit/s)。U*2.0有*、全速和低速三种工作速度，*是480Mbit/s，全速是12Mbit/s，低速是1.5Mbit/s。其中全速和低速是为兼容U*1.1和U*1.0而设计的，因此选购U*产品时不能只听商家宣传U*2.0,还要搞清楚是*、全速还是低速设备。U*总线是一种单向总线，主控制器在PC机上，U*设备不能主动与PC机通信。为解决U*设备互通信问题，有关厂商又开发了U* OTG标准，允许嵌入式系统通过U*接口互相通信，从而甩掉了PC机。 　　新U*2.0规范重新命名了U*标准将原先的U* 1.1改成了U* 2.0 Full Speed（全速版），同时将原有的U* 2.0改成了U* 2.0High-Speed（*版），并同时公布了新的标识。不言而喻，*版的U* 2.0速度当然*过全速版的U* 2.0。 　　电脑U*端口可以提供*大电流为500mA。

基本特性

1.U*的硬件结构

　　U*采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游（Downstream)设备提供电源，对于*且需要高带宽的外设，U*以全速12Mbps的传输数据；对于低速外设，U*则以1.5Mbps的传输速率来传输数据。U*总线会根据外设情况在两种传输模式中自动地动态转换。U*是基于令牌的总线。类似于令牌环网络或FDDI基于令牌的总线。U*主控制器广播令牌，总线上设备检测令牌中的地址是否与自身相*，通过接收或发送数据给主机来响应。U*通过支持悬挂/恢复操作来管理U*总线电源。U*系统采用级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成：主机（Host)，集线器（Hub)和功能设备。 　　主机，也称为根，根结或根Hub，它做在主板上或作为适配卡安装在计算机上，主机包含有主控制器和根集线器（Root Hub)，控制着U*总线上的数据和控制信息的流动，每个U*系统只能有一个根集线器，它连接在主控制器上。 　　集线器是U*结构中的特定成分，它提供叫做端口（Port)的点将设备连接到U*总线上，同时检测连接在总线上的设备，并为这些设备提供电源管理，负责总线的故障检测和恢复。集线可为总线提供能源，亦可为自身提供能源（从外部得到电源），自身提供能源的设备可*总线提供能源的集线器中，但总线提供能源的设备不能*自身提供能源的集线器或支持*过四个的下游端口中，如总线提供能源设备的需要*过100mA电源时，不能同总线提供电源的集线器连接。 　　功能设备通过端口与总线连接。U*同时可做Hub使用。

2.U*的软件结构

　　每个U*只有一个主机，它包括以下几层: 　　(1)U*总线接口 　　U*总线接口处理电气层与协议层的互连。从互连的角度来看，相似的总线接口由设备及主机同时给出，例如串行接口机（SIE）。U*总线接口由主控制器实现。 　　(2)U*系统 　　U*系统用主控制器管理主机与U*设备间的数*输。它与主控制器间的接口依赖于主控制器的硬件定义。同时，U*系统也负责管理U*资源，例如带宽和总线能量，这使客户访问U*成为可能。U*系统还有三个基本组件： 　　主控制器驱动程序（HCD）这可把不同主控制器设备映射到U*系统中。HCD与U*之间的接口叫HCDI，特定的HCDI由支持不同主控制器的操作系统定义，通用主控制器驱动器（UHCD）处于软结构的*底层，由它来管理和控制主控制器。UHCD实现了与U*主控制器通信和控制U*主控制器，并且它对系统软件的其他部分是隐蔽的。系统软件中的*高层通过UHCD的软件接口与主控制器通信。 　　U*驱动程序（U*D）它在UHCD驱动器*，它提供驱动器级的接口，满足现有设备驱动器设计的要求。U*D以I/O请求包（IRPs)的形式提供数*输架构，它由通过特定管道（Pipe)传输数据的需求组成。此外，U*D使客户端出现设备的一个抽象，以便于抽象和管理。作为抽象的一部分，U*D拥有缺省的管道。通过它可以访问*的U*设备以进行标准的U*控制。该缺省管道描述了一条U*D和U*设备间通信的逻辑通道。 　　主机软件　在某些操作系统中，没有提供U*系统软件。这些软件本来是用于向设备驱动程序提供配置信息和装载结构的。在这些操作系统中，设备驱动程序将应用提供的接口而不是直接访问U*DI（U*驱动程序接口）结构。 　　（3）U*客户软件 　　它是位于软件结构的*高层，负责处理特定U*设备驱动器。客户程序层描述*直接作用于设备的软件入口。当设备被系统检测到后，这些客户程序将直接作用于外围硬件。这个共享的特性将U*系统软件置于客户和它的设备之间，这就要根据U*D在客户端形成的设备映像由客户程序对它进行处理。 　　主机各层有以下功能： 　　检测连接和移去的U*设备。 　　管理主机和U*设备间的数据流。 　　连接U*状态和活动统计。 　　控制主控制器和U*设备间的电气接口，包括限量能量供应。 　　HCD提供了主控制器的抽象和通过U*传输的数据的主控制器视角的一个抽象。U*D提供了U*设备的抽象和U*D客户与U*功能间数*输的一个抽象。U*系统*客户和功能间的数*输，并作为U*设备的规范接口的一个控制点。U*系统提供缓冲区管理能力并允许数*输同步于客户和功能的需求。

3.U*的数据流传输

　　主控制器负责主机和U*设备间数据流的传输。这些传输数据被当作连续的比特流。每个设备提供了一个或多个可以与客户程序通信的接口，每个接口由0个或多个管道组成，它们分别*地在客户程序和设备的特定终端间传输数据。U*D为主机软件的现实需求建立了接口和管道，当提出配置请求时，主控制器根据主机软件提供的参数提供服务。 　　U*支持四种基本的数*输模式：控制传输，等时传输，中断传输及数据块传输。每种传输模式应用到具有相同名字的终端，则具有不同的性质。 　　控制传输类型　支持外设与主机之间的控制，状态，配置等信息的传输，为外设与主机之间提供一个控制通道。每种外设都支持控制传输类型，这样主机与外设之间就可以传送配置和命令/状态信息。 　　等时（lsochronous)传输类型　支持有周期性，有限的时延和带宽且数*输速率不变的外设与主机间的数*输。该类型无差错校验，故不能*正确的数*输，支持像计算机－电话集成系统（*I）和音频系统与主机的数*输。 　　中断传输类型　支持像游戏手柄，鼠标和键盘等输入设备，这些设备与主机间数*输量小，无周期性，但对响应时间敏感，要求马上响应。 　　数据块（Bulk)传输类型　支持打印机，扫描仪，数码相机等外设，这些外设与主机间传输的数据量大，U*在满足带宽的情况下才进行该类型的数*输。 　　U*采用分块带宽分配方案，若外设*过当前带宽分配或潜在的要求，则不能进入该设备。同步和中断传输类型的终端保留带宽，并*数据按*的速率传送。集中和控制终端按可用的*佳带宽来传输传输数据。

U* vs IEEE1394

一、U*与IEEE1394的相同点主要有哪些？

　　两者都是一种通用外接设备接口。 　　两者都可以快速传输大量数据。 　　两者*连接多个不同设备。 　　两者都支持热插拨。 　　两者都可以不用外部电源。

二、U*与IEEE1394的不同点有哪些？

　　两者的传输速率不同。U**高的速度可达5Gb/s，但由于U*3.0尚未普及，目前主流的U*2.0只有480Mb/s，并且速度不稳定；相比之下，IEEE1394目前的速度虽然只有800Mb/s，但较为稳定，故在数码相机等*设备中还保留了IEEE1394接口，但也开始采用U*接口了。 　　两者的结构不同。U*在连接时*须至*一台电脑，并且*须需要HUB来实现互连，整个网络中*多可连接127台设备。IEEE1394并不需要电脑来控制*设备，也不需要HUB，IEEE1394可以用网桥连接多个IEEE1394网络，也就是说在用IEEE1394实现了63台IEEE1394设备之后也可以用网桥将其他的IEEE1394网络连接起来，*无限制连接。 　　两者的智能化不同。IEEE1394网络可以在其设备进行增减时自动重设网络。U*是以HUB来判断连接设备的增减了。 　　两者的应用程度不同。现在U*已经被广泛应用于各个方面，几乎每台PC主板都设置了U*接口，U*2.0也会进一步*U*应用的范围。IEEE1394现在只被应用于音频、视频等多媒体方面。

U*的扩展应用及发展趋势

前置U*接口

　　前置U*接口是位于机箱前面板上的U*扩展接口。目前，使用U*接口的各种外部设备越来越多，例如移动硬盘、闪存盘、数码相机等等，但在使用这些设备（*是经常使用的移动存储设备）时每次都要钻到机箱后面去使用主板板载U*接口显然是不方便的。前置U*接口在这方面就给用户提供了很好的易用性。目前，前置U*接口几乎已经成为机箱的标准配置，没有前置U*接口的机箱已经**了。 　　前置U*接口要使用机箱所附带的U*连接线连接到主板上所相应的前置U*插针（一般是8针、9针或10针，两个U*成对，其中每个U*使用4针传输信号和供电）上才能使用。在连接前置U*接口时*要事先仔细阅读主板说明书和机箱说明书中与其相关的内容，*不可将连线接错，不然会造成U*设备或主板的损坏。 　　另外，由于U*2.0接口输出电压为5V，输出电流为500mA。使用前置U*接口时要注意前置U*接口供电不足的问题，在使用耗电较大的U*设备时，要使用外接电源或直接使用机箱后部的主板板载U*接口，以避免U*设备不能正常使用或被损坏。

U*口硬盘盒

　　目前的主流，其*大优点是使用方便，支持热插拔和即插即用。U*有两种标准：一种是U*1.1接口，其传输速度只有12Mbps，一种是U*2.0接口，其传输速度*480Mbps。目前的主板上的U*都支持U*1.1，但U* 2.0只有较新的主板才能支持，购买时根据个人情况选择产品，虽然U*2.0向下兼容U*1.1，但支持U*2.0接口的移动硬盘盒比U*1.1的要贵一些。

无线U*

　　U*开发者论坛的主席兼英特尔公司的技术策略官Jeff Ravencraft表示，无线U*技术将帮助用户在使用个人电脑连接打印机、数码相机、音乐播放器和外置磁盘驱动器等设备时，从纷繁复杂的电缆连线中解放出来。无线U*标准的数*输速率与目前的有线U* 2.0标准是一样的，均为每秒480M，两者的区别在于无线U*要求在个人电脑或外设中装备无线收发装置以代替电缆连线。 　　在英特尔开发者论坛举办的前夕，Ravencraft称，*先采用这一标准的将是外置磁盘驱动器、数码相机和打印机。而越来越多的产品将在今年第三季度开始推向市场。 　　为了使无线U*标准得以实用，*须*这一技术的一些不足。U*标准小组宣布了无线联盟规范，以*只有经过认证才能让电脑和外设通过无线U*连接起来。 　　Ravencraft补充，一直以来U*标准已经广泛的用于将数码相机、扫描仪、手机、PDA、DVD刻录机和其他设备与个人电脑的连接。而无线联盟规范则详细规定了个人电脑和外设如何通过无线U*进行连接，一台电脑*多可以同时连接127个外设。 　　无线联盟规范规定了两种建立连接的方法。*种方法是电脑和外设先用电缆连接起来，然后再建立无线连接以供以后使用。第二种方法是外设可以提供一串数字，用户在建立连接的时候输入到电脑里面。 　　无线U*采用*宽带技术进行通信。目前无线局域网的802.11g协议采用位于2.4GHz附近的一小段频带进行通信，而*宽带技术则采用从3.1GHz到10.6GHz的频带进行通信。*宽带的信号水平*低，因此对于其他无线通信技术来说，*宽带信号的影响类似于噪声。 　　无线网络目前广泛使用的技术是IEEE的802.11标准，也就是英特尔所推动的Wi-Fi。这一技术广泛的使用在笔记本电脑上，甚至部分尼康公司和佳能公司的数码相机也采用这一技术。而无线U*技术则是一个*不同的技术，由于这一技术实现上相对简单同时功耗只有802.11的一半，因此不少厂商都更愿意采用无线U*技术。 　　Ravencraft表示，在高端的手机和数码相机上采用802.11技术，关键是要解决电池寿命问题。而厂商们发现*宽带技术是解决这一问题的*好的办法。 　　在距离电脑10英尺范围内，无线U*设备的传输速率将保持每秒480M。如果在30英尺范围内，传输速率将下降到每秒110M。然而随着技术的发展，无线U*的传输速率将会*过每秒1G甚至更快。 　　目前*宽带技术不*可以用于无线U*连接中，还可以在蓝牙和IEEE的1394火线连接甚至WiNet短距离连接中使用。

U*的不同接口与数据线

　　随着各种数码设备的大量普及，*是MP3和数码相机的普及，我们周围的U*设备渐渐多了起来。然而这些设备虽然都是采用了U*接口，但是这些设备的数据线并不*相同。

U*接口(12张)这些数据线在连接PC的一端都是相同的，但是在连接设备端的时候，通常出于体积的考虑而采用了各种不同的接口。 　　*大部分数码产品连接线的接头除了连在PC上的都一样，另外一头也都是遵循着标准的规格。 　　U*是一种统一的传输规范，但是接口有许多种，*常见的就是咱们电脑上用的那种扁平的，这叫做A型口，里面有4根连线，根据谁插接谁分为公母接口，一般线上带的是公口，机器上带的是母口。

U* A型公口

　　右上面的图片是*常见的U* A型公口 　　常见Mini B型5Pin接口： 　　接下来就是在数码产品上*常见的接口了，由于数码产品体积所限，所以通常用的是Mini B型接口，但是Mini B型接口也有许多种类。

Mini B型5Pin

　　右面的图为Mini B型5Pin接口示意图