USB基础知识

Q: USB是什么？

A: USB是通用串行总线（Universal Serial Bus）的缩写。

Q: USB的优点有哪些？

A: ① 支持热插拔：（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔。

② 即插即用（PnP，即Plug and Play），也是USB设计的初衷之一。

③ 传输速度快。

④ 标准统一。

⑤ 携带方便。

⑥ 支持设备种类多。

⑦ 其他

Q: USB的缺点有哪些？

A: ① 传输距离短。

② 开发难度大。

③ 其他

Q: USB的官方网站是什么？

A: http://www.usb.org/home

Q: USB集线器是什么？

A: USB集线器是USB Hub，它能够扩展USB接口，但扩展的USB接口共用一个带宽（如下图所示）。故若多个设备均需要较大带宽时，建议连接到不同主控制器的根集线器上，以免带宽不足。

Q: USB是一种主从结构的系统，主机叫做Host，从机叫做Device（即设备），那么数据交换有什么要求？

A: USB的数据交换只能发生在主机和设备之间，主机与主机、设备与设备之间不能直接交互或数据交换。并且所有的数据传输都是由主机发起的，而设备只能被动的应答主机。USB OTG允许设备可以通过ID线进行主从机切换，但依然保持“主机<--->从机”的关系。

Q: USB使用的是差分传输模式，那么采用电压传输还是电流传输呢？

A: USB低速和全速采用电压传输模式，而USB高速采用电流传输模式。

说明：不是很理解，望高手解答，谢谢！

Q: USB2.0支持的传输速度？

A: ① 低速模式：1.5Mb/s

② 全速模式：12Mb/s

③ 高速模式：480Mb/s

Q: USB的编码方式及发送方式？

A: USB使用NRZI编码方式：当数据为0时，电平翻转；数据为1时，电平不翻转；为了避免出现长时间电平不变化（这样不利于时钟信号的提取），在发送数据前经过位填充（bit stuffing）处理（即当遇到连续6个1时，就强制插入一个数据0）。经过位填充后的数据由串行接口引擎(SIE)将数据串行化和NRZI编码后，发送到USB差分数据线上。接收端的处理与发送端刚好相反，接收端采样数据线，由SIE将数据并行化（反串行化）、去掉位填充（反位填充），恢复出原来的数据。通常我们使用的USB芯片内部的硬件已帮我们完成这一过程。

Q: Device 可从Host的 V_BUS 获得多大的电流。

A: USB2.0协议规定，Device在未配置之前，最多可从V_BUS获得100mA电流；在配置之后最多可获得500mA电流。

说明：有些设备的USB V_BUS与主板上的5V电源直接相连，即可提供很大的电流。

Q: USB线缆的要求？

A: 低速模式可以不使用屏蔽电缆和双绞电缆，而全速和高速模式下需要使用带屏蔽的双绞电缆。USB协议规定，USB低速电缆长度不得超过3m，全速电缆长度不得超过5m。

Q: 如何通过信号线的颜色区分USB的信号（V_BUS、GND、D+、D-）？

A: USB标准规定了信号线的颜色，即V_BUS为红色，D-为白色，D+为绿色，GND为黑色。

提示：很多线缆并未遵循该标准设计。

Q: USB的接口定义？

A: 如下图所示。