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标题: 你知道吗？USB端口的工作原理（二） [打印本页]

作者: admin 时间: 2015-4-27 08:43
标题: 你知道吗？USB端口的工作原理（二）
如今出售的大部分计算机都会提供一到两个USB插孔。但是市场上需要用USB连接的设备很多，计算机上的插孔很快就会被用光了。

比如在一台计算机上，有一部打印机、一台扫描仪、一个网络摄像机和一个U盘连接。但这台计算机上只有一个USB接口。很明显，现在的问题是“应该如何将这些设备都连接到计算机上”？

USB Hub

解决问题的简单办法就是增加一个USB集线器（USB Hub）。USB标准可支持多达127台设备，USB集线器也属于该标准的一部分。

典型的USB四口集线器可插入4个“A”接头

集线器通常具有4个新端口，也可能更多。您需要将集线器插入计算机，然后将设备（或其他集线器）插入集线器。通过将集线器串连在一起，您可以在一台计算机上建立数十个可用的USB端口。
集线器有的带电源，也有些不带电源。正如您将在下一页所看到的那样，USB标准允许设备从它们的USB连接中获取电能。显而易见，打印机或扫描仪这样的高功率设备将配有自己的电源，而像鼠标和数码相机这样的低功率设备则会靠总线供电，以简化自身的构造。这些电能（5伏电压可提供高达500毫安的电流）都来自计算机。如果您拥有许多自已供电的设备（如打印机和扫描仪），那么就不需要为集线器提供电源了——由于任何连接到该集线器的设备都不再需要额外电源，因而计算机自身便足以满足集线器的需要了。反之，如果您有许多像鼠标和摄像机之类本身不提供电源的设备，则可能需要一个有电源的集线器。集线器配有自己的变压器，它会为总线提供电源，以使设备不会加重计算机供电的负担。

USB工作过程

启动主机后，它会查询所有与总线相连的设备，并为每个设备分配一个地址。这个过程称为列举（enumeration）——在将设备连接到总线时，主机也会列举它们。此外，主机还会查出每台设备要执行的数据传输类型。

中断——鼠标或键盘等设备发送的数据非常少，它们会选择中断模式。
批量——打印机等设备接收的数据包含在一个大的数据包中，它们会使用批量传输模式。这种模式会将大块数据发送到打印机（块的大小为64个字节），并对这些数据进行验证，以确保它们的正确性。
同步——流式设备（如扬声器）都使用同步模式。在这种模式下，设备与主机之间的数据是实时传输的，其间没有数据纠正过程。

此外，主机还可以通过控制数据包发送命令或查询参数。

列举设备时，主机会一直跟踪所有同步和中断设备所请求的总带宽情况。如果总带宽为480Mbps，这些设备最多可占用90%的带宽。在用完这部分带宽后，主机就会拒绝访问任何其他同步或中断设备，控制数据包和用于批量传输的数据包将使用剩下的带宽（至少有10%）。

通用串行总线会将可用带宽分成多个帧，而主机则控制着这些帧。每个帧包含1,500个字节的数据，每隔一毫秒就会启动一个新帧。在形成帧的过程中，将为同步和中断设备分配一个槽，以便保证它们得到所需要的带宽。批量和控制传输将使用剩下的空间来传输数据。

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