u盘结构组成-(u盘的结构组成)

来源:191路由网 2022-12-28 14:30:40

(u盘的结构组成)

USB接口

首先看一看 USB 的接口,当你看到这些接口时,你应该知道,哦,那是 USB 接口。不然学完了USB,USB 接口都不认识那就很尴尬了。


看到这些接口是不是很熟悉?常用的接口有 Type A 接口,这个接口一电脑般直接插在电脑上的,Type B 接口比较少见,目前比较常见的是 Mini-B、Micro-B接口,前者在 MP3 之类的设备中比较常见,当然在我们工程师中的调试器中也经常使用,后者多用于手机等设备,不过目前大部分手机接口用 Type-C接口代替了:


这种接口可以正反插,并且能提供比其它接口更大的电流,速度更快,所以今天可以看到越来越多的设备开始支持 Type-C了。我们可以看看这些接口内部的引脚分布情况(不包含 Type-C 接口,这个接口引脚很多):


第四引脚在某些接口中可能没有,其他引脚都是存在的。Vbus 和 GND 两个硬件用于供电,提供恒定的 4.4 ~5.25 V电源(当 USB 为设备提供 5.25 V 电源时,数据线工作在 3.3 V),当设备使用总线供电时,将由这两根引脚提供所需电源,当然总线提供的电流比较有限,所以如果说总线不足以提供足够的电源,那么就需要使用外部供电。


D-、D+两个引脚用于数据传输,类似串口的Tx、Rx数据线,不同的是,USB采用差分方式传输,使用双绞线,并且在线上传输的数据编码远比串口的复杂,这个将在下节介绍。



这里需要注意一下线的颜色,一般的厂家生产USB数据线时会按照标准来生产,但是有些厂家却不一定,红色不一定是电源,黑色不一定就是地,使用的时候需要注意确认。标准的USB数据线外部一般会有屏蔽线包裹,防止外部干扰,但是有些厂家偷工减料,可能并没有屏蔽线,甚至连D-、D+数据线都没有,只提供电源线。


(图片来源于网络,外层白色包裹为屏蔽线)因为采用差分传输,并且只有两个引脚,所以总线为半双工传输,即同一时刻只能发送或接收。同时 USB 采用一主多从模式,即USB网络中只有一个主机,其他都是从机,也就是设备。

USB 历史版本

USB经过多年的发展,经历了多个版本,初始版本 1.0,于1996年完成,支持低速(LS)模式(1.5Mb/s)和全速(FS)模式(12Mb/s)。USB1.1规范于 1998 年面世,改进了 1.0,但速度上没有改变。USB2.0 在2000 年问世,增加了新的速度模式,即高速(HS)模式,最高支持 480 Mb/s。USB3.0在2008年发布,传输速率 5Gb/s。这些版本保持向后兼容的特性,即USB3.0的主机接口可以接入 USB 1.0、2.0 的设备,但是受到设备本身的速度影响,所以最终的速度由低版本速度决定


电脑


通过数据(D+或D-)线上的上拉电阻的位置,主机可以识别低速设备和全速设备,而高速设备会在之后移除上拉电阻。

在 STM32F103 中,支持 USB 2.0接口 ,但是只支持全速模式下的2.0,即最大速度只有 12 Mb/s,换算到字节的话,只有 1.5 MB/s,除去USB本身的协议开销的话(类似串口中的起始位、结束位开销,但USB比这个复杂的多),最大有效数据带宽差不多在1.2 MB/s(我们接下来要学习的就是全速模式)。


所以不要认为 USB2.0 的接口一定支持高速模式。在 STM32F4 中,USB开始支持高速模式,并且支持 OTG,这个模式使得USB 设备既可以当做主机也可以当设备使用。现在的手机一般都支持 OTG,即通过一根转接线,即可将U盘之类的设备插入手机中使用,所以当你的手机触摸屏坏了,别着急,插上无线鼠标键盘套餐,照样玩手机。当然这只是应急使用,真正来说,没谁会随身带着鼠标键盘的。

HUB 与 USB 拓扑结构

除了常见的设备外,在 USB 网络中,还有一种特殊的设备,即 HUB(集线器),这种设备只有一个作用,就是将一个 USB 接口分成多个 USB 接口(最多 7 个)使用,这样即使你的电脑只有一个USB接口,通过 HUB,你也可以实现多个设备的连接。HUB对于用户而言是透明的(即用户在使用时不用特别去操作它),而为了实现这种透明,HUB所做的工作要比上述复杂的多。


上图是USB连接图,可以看到,通过 HUB,一个 USB 网络中可以连接非常多的设备(最多 127 个,由 USB 设备7位地址决定),并且由于集线器的时间和电缆传播的延迟,最多只能连接五个 HUB,在层次上表现为上图的 7 层(在全速和高速设备中,最大线缆长度为 5 m,低速设备限制为 3 m)。


USB网络中的所有设备(包括HUB)都有一个地址,范围 0~127,地址 0 是所有设备在接入 USB 网络时使用的默认地址,当设备完成枚举后,即可拥有新的 USB设备地址,之后所有的通信都将采用新地址通信。也就是说, USB 设备的地址是动态的,类似网络的IP地址。

USB 层次结构

下面再来看看 USB 层次结构:

在开发时,尤其是软件开发,主要的关注对象是上面两层,而底层的实现一般来说都是由硬件自动完成的,比如STM32就帮我们实现了这一层,我们只需要获取底层的数据然后进行相应的处理即可。


#软件开发##硬件开发##USB##科技曼曼谈##科技快讯#


电脑
点击展开全文

相关阅读

u盘结构组成-(u盘的结构组成)

(u盘的结构组成)USB接口首先看一看USB的接口,当你看到这些接口时,你应该知道,哦,那是USB接口。不然学完了USB,USB接口都不认识那就很尴尬了。看到这些接口是不是很熟悉?常用的接口有TypeA接口,这个接口一电脑般...

2022-12-28

u盘删不掉病毒-(u盘删不掉病毒怎么办)

(u盘删不掉病毒怎么办)用U盘拷贝数据并互相传递使用,真的安全吗?事实上在平时的使用中,确实存在着这样的安全隐患。可能一不小心就中招了,U盘也很有可能没有经过任何安全防护处理,就在一些电脑上直接拷贝了数据文件,并拿到电脑其他电脑上使用。为U盘病毒的传播提供了有效的传播途径,那么有人会说了,在使用U盘的时候,我们先对U盘进行病毒查杀不是就可以了吗?杀毒软件不是可以...

2022-12-28

e480加固态后不能从u盘启动-(e480加固态后不能从u盘启动了)

(e480加固态后不能从u盘启动了)2014年11月18日,诺基亚N1平板发布,除了对一代霸主的今昔对比唏嘘不已外,很多人将目光放到了N1身上的一个新词汇——USBType-C。随后的几年,USB3....

2022-12-28

win10碎片整理工具-(Win10碎片整理)

(Win10碎片整理)磁盘碎片整理作为提高系统性能的重要因素,但磁盘碎片整理并不需要时常进行,接下来给大家分享win10关闭磁盘碎片整理计划步骤。1、使用快捷键win+e打开资源管理器,选择对应的盘符右键点击,选择属性,如下图所示:2、在窗口中,点击工具选项卡,选择“对驱动器进行优化和碎片整理”项...

2022-12-28

xp登陆密码破解工具pe-()

()最近讨论得很火的一个话题:u盘启动盘制作工具软件哪个好?通俗地说,也就是哪个PE系统最好用、体验最好?电脑首先说明,大家千万不要以为制作U盘启动盘后,启用PE系统只能是重装系统!PE系统的本意是为了方便大家安装电脑系统,与此同时,PE系统也开发了很多实用的工具,比如:新硬盘无操作系统无分区,需要PE;系统忘记登录密码不想重装,需要PE;系统崩溃还有资料在桌面或者C盘,需要PE;全盘数据恢复...

2022-12-28

191路由网 - 192.168.1.1,192.168.0.1无线路由器设置教程

版权声明:本站的文章和图片来自互联网收集,仅做分享之用如有侵权请联系站长,我们将在24小时内删除