?

??? 通用串行總線 (USB) 外設(shè)接口已廣泛應(yīng)用于所有個(gè)人計(jì)算平臺(tái)及眾多工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。不過(guò)，與此同時(shí)，人們對(duì)給定應(yīng)用適用的 USB 版本，如 USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0、On-the-Go (OTG)、無(wú)線 USB (WUSB) 等的規(guī)范還不太清楚。隨著 USB 1.1 規(guī)范的發(fā)布，以及 Microsoft 操作系統(tǒng)為這一標(biāo)準(zhǔn)提供原生支持，這促使 USB 主機(jī)接口在 PC 中快速普及，同時(shí)也推動(dòng)眾多傳統(tǒng)接口，如串行 (RS-232)、鼠標(biāo)和鍵盤(pán) (PS-2) 及并行端口（打印機(jī)使用的Centronix 與 IEEE-1284）等，向這種新型通用接口標(biāo)準(zhǔn)過(guò)渡。隨著可支持更高速度連接的 USB 2.0 規(guī)范的發(fā)布，USB外設(shè)的數(shù)量出現(xiàn)激增，從而大幅改善了用戶的使用體驗(yàn)。本文的上半部分將講述 USB 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程，下半部分則將探討其常見(jiàn)的應(yīng)用，并介紹給定應(yīng)用采用哪種 USB 標(biāo)準(zhǔn)最好。

我們?yōu)槭裁葱枰ㄓ么锌偩€這種技術(shù)？

??? 為了充分了解為什么 USB 已成為我們所不可或缺的通用接口，我們就必須回過(guò)頭來(lái)了解個(gè)人電腦早期的發(fā)展情況，即上世紀(jì) 80 年代的情況。對(duì)我們這些上了一定年紀(jì)的人來(lái)說(shuō)，應(yīng)該還記得當(dāng)時(shí)最早的 PC 和 DOS 操作系統(tǒng)，既沒(méi)有圖形用戶接口 (GUI)，也沒(méi)有萬(wàn)維網(wǎng)的存在。這種系統(tǒng)架構(gòu)和使用模式僅支持很有限的“外設(shè)”。大多數(shù)計(jì)算機(jī)都不自帶硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，更別說(shuō)支持什么外部存儲(chǔ)設(shè)備了。外部網(wǎng)絡(luò)連接也不存在，甚至根本不知道什么是網(wǎng)絡(luò)。唯一所需的人機(jī)接口設(shè)備就是鍵盤(pán)，而鍵盤(pán)有自己專用的連接端口；當(dāng)時(shí)唯一常見(jiàn)的其它外設(shè)就是打印機(jī)，通常采用某種并行端口連接。隨著 Windows? 操作系統(tǒng) GUI 的推出，人們需要另一種輸入設(shè)備，也就是 MAC 操作系統(tǒng)已經(jīng)使用的那種設(shè)備。這種最常見(jiàn)的人機(jī)互動(dòng)應(yīng)用點(diǎn)擊設(shè)備就是鼠標(biāo)。隨著新的連接技術(shù)的出現(xiàn)，以及用戶聯(lián)網(wǎng)的要求，推動(dòng) PC 開(kāi)始采用新的連接端口，即通常所說(shuō)的串行端口或 COM 端口。隨著時(shí)間的推移，大多數(shù) PC 都針對(duì)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)提供專門(mén)的接口，即 P/S-2 端口。

?

??? 并行、串行及 P/S-2 等上述常見(jiàn)的外設(shè)端口存在三大不足之處。圖 1.1 （PS/2 與 COM 斷口）和圖 2.1 （打印機(jī)）顯示了機(jī)箱背后各種端口的典型特性。首先，這些端口不支持端口擴(kuò)展，這限制了接入 PC 的外設(shè)數(shù)量。在使用這些端口的情況下，為了增加連接點(diǎn)，最終用戶一是要購(gòu)買(mǎi)支持所需端口的插卡；二是要打開(kāi)機(jī)箱；三是要安裝插卡；四是要關(guān)閉機(jī)箱；五是要重新配置系統(tǒng)，讓系統(tǒng)識(shí)別新增的端口，避免出現(xiàn)沖突。其次，每種端口的性能有限。表 1.1 總結(jié)了上述每種端口的性能。第三大不足則在于缺乏標(biāo)準(zhǔn)連接方法。不同的外設(shè)制造商必須自己決定到底使用哪種端口，還要提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，確保硬件能在 PC 系統(tǒng)中使用，這也會(huì)讓最終用戶頭疼。

?

圖 1.1：機(jī)箱背面的 PS/2 與 COM 端口

?

圖 2.1：機(jī)箱背面的并行端口

?

表 1.1：不同端口功能總結(jié)

USB的誕生！

??? 我們將時(shí)間快進(jìn)到上世紀(jì) 90 年代的初中期，越來(lái)越多的用戶希望增加 PC 的外設(shè)。在端口選擇方面，如上所述，用戶遇到了不少問(wèn)題。此外，外設(shè)連接多種多樣，這也給普通用戶制造了麻煩。大多數(shù)人不知道使用哪種端口，也不了解各端口性能的局限性。在此情況下，部分業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)在Intel 的帶領(lǐng)下開(kāi)始一起定義新的通用 PC 外設(shè)連接標(biāo)準(zhǔn)，旨在取代所有傳統(tǒng)連接標(biāo)準(zhǔn)，解決以上不足問(wèn)題。

?

??? 他們定義了一種簡(jiǎn)單的四線接口，其主要目的就是簡(jiǎn)化 PC 用戶的使用。這種標(biāo)準(zhǔn)定義了一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、主機(jī)到目標(biāo)的架構(gòu)。在規(guī)范中還包括了 USB 集線器設(shè)備的定義，這樣就能支持總線擴(kuò)展，能連接到更多的 USB 目標(biāo)設(shè)備。這一標(biāo)準(zhǔn)制定的目的，就是簡(jiǎn)化外設(shè)與 PC 的連接，增加 PC 支持的外設(shè)數(shù)量，同時(shí)確保用戶根本不必考慮到底該使用什么接口。此外，通過(guò)定義主機(jī)到目標(biāo)的架構(gòu)，目標(biāo)實(shí)施的成本也能降低，因?yàn)榇蠖鄶?shù)連接處理工作都由主機(jī)來(lái)完成，即通常用PC中的 CPU 控制進(jìn)行。

USB到底是一種什么技術(shù)？

??? 如前所述，USB 是一種以主機(jī)為中心的總線，換言之，主機(jī)必須啟動(dòng)包括接收和發(fā)送在內(nèi)的所有傳輸。該規(guī)范定義了三種基本的設(shè)備類型：一是主機(jī)控制器；二是集線器；三是功能設(shè)備（也稱作外設(shè)或目標(biāo)設(shè)備）。以下我們將詳細(xì)介紹這三類設(shè)備。除了這三種基本類型之外，我們還定義了另外兩類設(shè)備。一是復(fù)合設(shè)備，即同時(shí)包括集線器和集成式外設(shè)的設(shè)備；二是組合設(shè)備，即同一設(shè)備集成多種類型外設(shè)功能的設(shè)備。

?

??? 物理互連采用多層星形拓?fù)洌ㄒ?jiàn)圖 3.1），集線器位于每個(gè)星形連接的中心。每個(gè)連線段(wire segment)是主機(jī)到集線器、主機(jī)到功能設(shè)備、集線器到集線器、集線器到功能設(shè)備間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。由于集線器時(shí)序限制和線纜傳輸時(shí)間，因此所允許的層數(shù)最多為 7 層（包括根層(root tier)）。請(qǐng)注意，在 7 層中，主機(jī)到任何設(shè)備的通信路徑內(nèi)只能支持 5 個(gè)非根層集線器。復(fù)合設(shè)備（見(jiàn)圖 4.1）包括兩層，因此如果它連接在第 7 層上就不能工作。只有功能設(shè)備能在第 7 層上工作。USB 系統(tǒng)中設(shè)備所用的尋址技術(shù)使一臺(tái)主機(jī)最多可連接 127 臺(tái)設(shè)備。這 127 臺(tái)設(shè)備可采用任意集線器或外設(shè)組合。這 127 臺(tái)設(shè)備中包括兩臺(tái)或更多復(fù)合設(shè)備或組合設(shè)備。

圖 3.1：多層星形拓?fù)涞奈锢砘ミB

什么是主機(jī)控制器？

??? 在制定規(guī)范時(shí)，我們應(yīng)確保任何 USB 系統(tǒng)中只有一臺(tái)主機(jī)。USB 規(guī)范不旨在作為一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它的目的就是實(shí)現(xiàn)外設(shè)到 PC 的簡(jiǎn)單互連。主機(jī)可以是硬件、固件或軟件的組合。目前電腦中最常見(jiàn)的 USB 主機(jī)實(shí)施方案是所謂核心邏輯芯片組的一部分。這種主機(jī)控制器設(shè)備采用 PC CPU 的計(jì)算功能，用系統(tǒng)存儲(chǔ)器支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)與移動(dòng)，并通過(guò) PC 操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體實(shí)施。所有主機(jī)都必須在系統(tǒng)中集成根集線器。主機(jī)主要負(fù)責(zé)以下工作：

?

• 檢測(cè) USB 設(shè)備的外接與移除
• 管理主機(jī)與 USB 設(shè)備之間的控制流程
• 管理主機(jī)與 USB 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流程
• 收集狀態(tài)與活動(dòng)數(shù)據(jù)
• 為外接的 USB 設(shè)備供電
• USB系統(tǒng)軟件
• 管理主機(jī)與設(shè)備間以下五個(gè)方面的互動(dòng)情況
• • 設(shè)備列舉與配置
  • 同步數(shù)據(jù)傳輸
  • 異步數(shù)據(jù)傳輸
  • 電源管理
  • 設(shè)備與總線管理信息

??? 大多數(shù)操作系統(tǒng)現(xiàn)在還包括一系列“類驅(qū)動(dòng)程序”，可便于外設(shè)的連接。類驅(qū)動(dòng)程序使外設(shè)廠商能提供操作系統(tǒng)軟件原生支持的產(chǎn)品，這樣就節(jié)約了開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序的成本，并能為新的主機(jī)系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)程序，而且新的存儲(chǔ)設(shè)備推出后，外設(shè)直接就能支持驅(qū)動(dòng)程序。大多數(shù)操作系統(tǒng)支持的一些常見(jiàn)的類驅(qū)動(dòng)程序，其中包括音頻類、人機(jī)接口設(shè)備 (HID) 類、影像類、海量存儲(chǔ)類、打印機(jī)類以及視頻類等。目前許多廠商都利用上述類驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能，不過(guò)他們同時(shí)也提供定制驅(qū)動(dòng)程序或應(yīng)用軟件，以支持類驅(qū)動(dòng)程序規(guī)范之外的更多功能。

什么是集線器？

??? 最簡(jiǎn)單的方法，就是將 USB 集線器設(shè)想為一種分離器和中繼器的統(tǒng)一體。集線器提供USB 設(shè)備與主機(jī)之間的電子接口。集線器直接負(fù)責(zé)支持 USB 的眾多屬性，給用戶提供友好的界面并避免遇到復(fù)雜的使用問(wèn)題。除為主機(jī)實(shí)施提供接口外，集線器還能夠提供更多接口（充分發(fā)揮分離器功能），而且還能將上游端口（連接到主機(jī)）上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较掠味丝冢ㄟB接到目標(biāo)設(shè)備），從而發(fā)揮中繼器的作用。集線器負(fù)責(zé)檢測(cè)下游端口上的連接和斷連事件，并向主機(jī)報(bào)告有關(guān)信息。集線器必須能支持下游端口上連接的任何速度規(guī)范的各類 USB 外設(shè)（詳見(jiàn)以下有關(guān)內(nèi)容）。集線器還必須能夠檢測(cè)并恢復(fù)由于目標(biāo)設(shè)備錯(cuò)誤狀態(tài)(error condition)造成的任何總線故障。

?

??? 此外，集線器還負(fù)責(zé)管理下游端口的供電，向主機(jī)報(bào)告供電問(wèn)題，并向用戶發(fā)出通知。有關(guān)規(guī)范制定了兩種集線器供電類型，一種是總線供電；一種是自供電。

?

??? 總線供電集線器從上游端口獲得所有電力，不過(guò)加電時(shí)只能從上游連接獲得最大 100mA 的電流，經(jīng)過(guò)配置，最終獲得的電流不超過(guò) 500mA。全面配置后，要在集線器、不可移除的功能設(shè)備（復(fù)合設(shè)備）及外部端口間分配電力?？偩€供電集線器需要為每個(gè)下游端口提供 100mA的電流，這樣，在總線供電集線器上，能給下游供電的外部（用戶可以直接使用的）端口不能超過(guò) 4 個(gè)。由于每個(gè)端口電流為 100mA，共有四個(gè)端口，那么下游連接的可用電流就是 400mA。要是再增加第五個(gè)下游端口的話，這個(gè)端口也需要100mA的電流，這就造成集線器本身沒(méi)有電流可用了?？偩€供電集線器可以提供 4 個(gè)外部下游端口以及一個(gè)或更多內(nèi)部端口，但前提是集線器本身以及連接到內(nèi)部端口上的所有功能設(shè)備的耗電總和不到100mA。

?

??? 自供電集線器從局部電源獲得電力，比如墻上變壓器或其它局部電源。其電力并不來(lái)自上游連接。自供電集線器可從上游端口獲得最高 100mA 的電流，這樣在集線器其它部分?jǐn)嚯姇r(shí)，該端口也能發(fā)揮作用。自供電集線器應(yīng)為每個(gè)下游端口提供 500mA 的電流。盡管規(guī)范并沒(méi)有限定自動(dòng)電集線器可支持的下游端口數(shù)量，但在實(shí)踐中，通常不超過(guò)7個(gè)端口，這主要是出于供電方面的考慮。7 端口集線器的電源電流必須超過(guò)3.5A（共 7 個(gè)端口，每個(gè)端口電流500mA）才能確保集線器正常工作。

什么是外設(shè)？

??? 我們大多數(shù)人都是通過(guò) USB 外設(shè)熟悉 USB 的。目前常見(jiàn)的 USB 外設(shè)包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、打印機(jī)、閃存棒、外部驅(qū)動(dòng)、便攜式音頻播放器和數(shù)碼相機(jī) (DSC) 等。就規(guī)范而言，外設(shè)可分為執(zhí)行特定功能的邏輯或物理外設(shè)。從最基本的角度說(shuō)，外設(shè)可以看作是單個(gè)的硬件組件，如閃存設(shè)備。從高級(jí)角度說(shuō)，外設(shè)可以是執(zhí)行功能的一系列硬件組件，如包括鍵盤(pán)、生物識(shí)別指紋讀取器和滾動(dòng)設(shè)備在內(nèi)的人機(jī)接口設(shè)備。

?

??? 規(guī)范定義了外設(shè)支持的四種數(shù)據(jù)傳輸?？刂苽鬏斢糜跒橹鳈C(jī)提供有關(guān)外接設(shè)備類型與功能的信息。所有設(shè)備都必須支持控制傳輸。另外三種傳輸類型分別為中斷傳輸、批量傳輸及同步傳輸，可根據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行選擇。如果外設(shè)需要被主機(jī)定期輪詢，檢查是否需向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，那么就應(yīng)采用中斷傳輸。鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和游戲桿就是采用中斷傳輸?shù)牡湫驮O(shè)備；如果數(shù)據(jù)完整性非常重要，而不太在意數(shù)據(jù)時(shí)延，那么就要用批量傳輸在主機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)之間傳輸數(shù)據(jù)。此外，這種傳輸還支持糾錯(cuò)功能，在檢查到錯(cuò)誤時(shí)可以重新傳輸。打印機(jī)、掃描儀和存儲(chǔ)設(shè)備都是采用批量傳輸機(jī)制的典型設(shè)備；同步傳輸用于“實(shí)時(shí)”數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。在這種情況下，數(shù)據(jù)流比數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性更為重要，同步傳輸不支持糾錯(cuò)和重新傳輸功能。網(wǎng)絡(luò)攝像頭、揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器等是采用同步傳輸機(jī)制的典型應(yīng)用。

?

??? 與集線器一樣，這種規(guī)范也定義了兩種通用外設(shè)電源類，分別為總線供電外設(shè)和自供電外設(shè)?？偩€供電外設(shè)進(jìn)一步分為低功耗總線供電功能設(shè)備和高功耗總線供電功能設(shè)備。在兩種情況下，設(shè)備所有用電均來(lái)自上游連接。低功耗總線供電設(shè)備隨時(shí)都會(huì)獲得 100mA 電流，而高功耗總線供電設(shè)備可在配置前獲得 100mA電流，在工作期間則能得到規(guī)范要求的最大 500mA 電流。自供電功能設(shè)備的條件限制與自供電集線器一樣，其電力并不來(lái)自上游連接。自供電功能設(shè)備可從上游端口獲得最高 100mA 的電流，這樣在功能外設(shè)其它部分?jǐn)嚯姇r(shí)，該USB 接口也能發(fā)揮作用。所有其它電力都用外部電源提供。此外，外設(shè)必須支持低功耗休眠模式，使電流消耗低于 500uA，這樣計(jì)算機(jī)就能將設(shè)備從掛休眠模式中喚醒。

?

??? 近期，支持 USB 功能的電池供電設(shè)備廣泛推廣，主要是便攜式媒體播放器大幅流行，這就向 USB電源管理提出了新的挑戰(zhàn)。如果設(shè)備通過(guò) USB 連接充電的話，那么這一問(wèn)題就會(huì)變得尤其突出。電池供電設(shè)備必須遵循標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)的規(guī)則。這種設(shè)備如何報(bào)告自己，將決定它們能從上游連接獲得多少充電電流，也包括能否支持休眠模式。這方面的技術(shù)挑戰(zhàn)甚至高過(guò)電池完全放電后的設(shè)備需要高電流來(lái)啟動(dòng)充電方面的難題。

USB 2.0是一種規(guī)范，而不是指速度本身

??? 現(xiàn)在，您已經(jīng)了解了USB規(guī)范發(fā)展的一些歷史背景，接下來(lái)我們不妨來(lái)看看該技術(shù)目前的發(fā)展?fàn)顩r。目前常用的標(biāo)準(zhǔn)為USB 1.1、USB 2.0、USB-OTG、WUSB 和 OTG。在許多情況下，這些不同標(biāo)準(zhǔn)會(huì)使工程師和最終用戶產(chǎn)生混淆。最早的 USB 1.0 規(guī)范發(fā)布于 1996 年 1 月，定義了兩種設(shè)備速度，即 1.5 Mbps 的低速 (LS) 和 12 Mbps 的全速 (FS)。該規(guī)范在 1998 年 7 月經(jīng)過(guò)修訂，隨后發(fā)布了 USB 1.1 規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了較大升級(jí)改進(jìn)。2000 年 4 月，該規(guī)范又進(jìn)行了大規(guī)模更新，隨后發(fā)布了 USB 2.0。這一版本也是現(xiàn)行版本，全面超越了 USB 1.1。USB 2.0 的優(yōu)勢(shì)在于，它能全面向后兼容于 USB 1.1 設(shè)備，同時(shí)它也增加了需求極高的第三種設(shè)備速度，即480 Mbps的高速，同時(shí)也能繼續(xù)支持低速和全速模式。2003 年 7月，USB OTG 文件發(fā)布，定義了面向便攜式電池供電設(shè)備的新一類設(shè)備。最后，于 2005 年 5 月，發(fā)布了 Wireless USB 規(guī)范。

?

??? USB 應(yīng)用廠商論壇 (USB-IF) 建立了認(rèn)證徽標(biāo)許可證計(jì)劃(Certified Logo License Program)，確保提高最終用戶的使用體驗(yàn)。為了有權(quán)使用認(rèn)證徽標(biāo)，設(shè)備必須通過(guò) USB-IF 的認(rèn)證測(cè)試，其中包括規(guī)范兼容性測(cè)試和操作性測(cè)試。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的 USB 設(shè)備來(lái)說(shuō)，共有兩種認(rèn)證徽標(biāo)，第一種（見(jiàn)圖4.1）用于最高數(shù)據(jù)傳輸速度支持低速或全速標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備；第二種（見(jiàn)圖 5.1）用于最高數(shù)據(jù)傳輸速度支持高速標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

圖 4.1：最高數(shù)據(jù)傳輸速度支持低速或全速標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的認(rèn)證徽標(biāo)

圖 5.1：最高數(shù)據(jù)傳輸速度支持高速標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的認(rèn)證徽標(biāo)

?

??? USB OTG 是 USB 2.0 規(guī)范的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，定義了一種新的設(shè)備類型。這類設(shè)備旨在擴(kuò)展外設(shè)產(chǎn)品的功能，增加了有限的主機(jī)功能。如這一標(biāo)準(zhǔn)的名稱所示，該規(guī)范的最初目標(biāo)就是面向便攜式設(shè)備，讓最終用戶在沒(méi)有電腦的時(shí)候也能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。比方說(shuō)，在兩部 PDA 或手機(jī)間共享聯(lián)系人信息，在 DSC 和拍照手機(jī)之間共享照片，或者直接從 DSC 或 PDA 進(jìn)行打印。

?

??? 和標(biāo)準(zhǔn)的 USB 一樣，OTG 也是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、以主機(jī)為中心的總線，不旨在成為一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接。OTG 產(chǎn)品連接到 PC 等標(biāo)準(zhǔn)的 USB 主機(jī)時(shí)，必須作為標(biāo)準(zhǔn)的外設(shè)工作。OTG 補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)要解決的主要問(wèn)題，就是設(shè)備在作為主機(jī)時(shí)能發(fā)揮什么作用。就像標(biāo)準(zhǔn)的 USB 主機(jī)端口（或下游集線器端口）一樣，OTG 主機(jī)必須提供電力。不過(guò)，所需的供電電流僅限于 8 mA。與 PC 中的標(biāo)準(zhǔn) USB 主機(jī)不同，OTG 設(shè)備不能為未識(shí)別設(shè)備簡(jiǎn)單添加驅(qū)動(dòng)程序。因此，OTG 設(shè)備必須提供所謂的目標(biāo)外設(shè)表，這樣，設(shè)備制造商就能明確到底支持哪些設(shè)備。該規(guī)范還要求提供某種消息顯示功能，這樣就能告訴最終用戶是否插入了不能支持的設(shè)備，該設(shè)備不能工作。這種消息可以通過(guò)簡(jiǎn)單的 LED 顯示，也能以復(fù)雜的文本方式顯示。此外，OTG 補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)還定義了兩種新協(xié)議。主機(jī)交流協(xié)議 (HNP) 定義了主機(jī)和設(shè)備角色間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的方法，而會(huì)話請(qǐng)求協(xié)議 (SRP) 則提供了主機(jī)設(shè)備自行決定總線供電開(kāi)關(guān)的方法。

與標(biāo)準(zhǔn)的 USB 一樣，USB-IF 也為 OTG 設(shè)備提供了認(rèn)證徽標(biāo)許可證計(jì)劃 (Certified Logo License Program)。圖 6.1 顯示了最高數(shù)據(jù)傳輸速度支持低速或全速標(biāo)準(zhǔn)的 OTG 設(shè)備認(rèn)證徽標(biāo)，而圖 7.1 則顯示了支持高速 OTG 連接的設(shè)備認(rèn)證徽標(biāo)。

圖 5.1：OTG 設(shè)備的認(rèn)證徽標(biāo)許可證計(jì)劃

圖 6.1：高速設(shè)備的認(rèn)證徽標(biāo)許可證計(jì)劃

?

??? Certified WUSB是 USB 規(guī)范的最新版本。它定義了一種無(wú)線接口，可以將有線 USB 連接技術(shù)的高速和安全性與無(wú)線技術(shù)的易用性相結(jié)合。Certified WUSB 將通過(guò) WiMedia Alliance 開(kāi)發(fā)的常見(jiàn)的 WiMedia MB-OFDM 超寬帶 (UWB) 無(wú)線電平臺(tái)來(lái)支持穩(wěn)健的高速無(wú)線連接。過(guò)去幾年來(lái)，已經(jīng)推出了一些 WUSB 設(shè)備，他們采用專有的低帶寬連接方式，主要面向鍵盤(pán)和鼠標(biāo)等 HID 設(shè)備。這種連接與 USB-IF 開(kāi)發(fā)和推廣的 Certified WUSB 規(guī)范并不相同。此外，近期媒體還介紹了一種極具競(jìng)爭(zhēng)力的 UWB 技術(shù)，正作為無(wú)線纜 USB 技術(shù)得到推廣宣傳。不過(guò)，這種技術(shù)也和 Certified WUSB 不同，需要采用一種極具競(jìng)爭(zhēng)力的無(wú)線電技術(shù)。這兩種實(shí)施方案互相之間并不兼容。UWB 技術(shù)提供了一種高帶寬、低成本、低功耗的解決方案，設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。Certified WUSB 的優(yōu)勢(shì)則在于：

• 速度：
  • 3 米連接距離時(shí)速度高達(dá) 480Mbps
  • 10 米連接距離時(shí)速度高達(dá) 110 Mbps
• 電源管理：
  • 支持休眠、聆聽(tīng)、喚醒和節(jié)能模式，確保只有用戶建立連接時(shí)才耗電。
• 安全性：
  • 通過(guò)內(nèi)置協(xié)議和認(rèn)證程序?qū)崿F(xiàn)最佳數(shù)據(jù)安全性。
  • 在傳輸過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)加密。
• 易用性：
  • 像有線 USB 連接一樣易于安裝與設(shè)置，而且省去了線纜連接的繁瑣。
• 向后兼容性：
  • 與所有傳統(tǒng)有線 USB 設(shè)備實(shí)現(xiàn)互操作性。

??? USB-IF 也提出了 Certified WUSB 產(chǎn)品的認(rèn)證徽標(biāo)許可證計(jì)劃，最終用戶通過(guò)該徽標(biāo)可識(shí)別出通過(guò)互操作性和兼容性認(rèn)證的產(chǎn)品。圖 7.1為 WUSB 徽標(biāo)。

圖 7.1：WUSB 徽標(biāo)

哪種 USB 適合您的需要？

??? 至此，本文回顧了 PC 外設(shè)發(fā)展的簡(jiǎn)史、對(duì)通用接口的需求以及 USB 規(guī)范的演進(jìn)。我們還討論了 USB 規(guī)范本身及其對(duì)最終用戶使用體驗(yàn)的影響。最后，我們還回顧了USB 規(guī)范發(fā)展的過(guò)程，并介紹了目前普遍使用的幾種不同的 USB 版本。在第二部分中，我們將探討幾種常見(jiàn)應(yīng)用，并介紹各個(gè)應(yīng)用最適合采用哪種版本的 USB。

關(guān)于作者：

??? Dan Harmon 過(guò)去六年來(lái)一直擔(dān)任德州儀器 (TI) 通用接口連接產(chǎn)品部的產(chǎn)品線市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理。其在 TI 工作的 20 年間，成功設(shè)計(jì)了夜視 FLIR 系統(tǒng)，并曾擔(dān)任 CCD 影象產(chǎn)品部的相機(jī)設(shè)計(jì)工程師，隨后成為 CCD 產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷工程師。Dan Harmon 自代頓大學(xué)(University of Dayton)獲得電子工程學(xué)士(BSEE)學(xué)位，并自得克薩斯大學(xué)阿靈頓分校(University of Texas in Arlington)獲得電子工程碩士(MSEE)學(xué)位。Dan 的電子郵件為：dharmon@ti.com。

??? TM — 所有商標(biāo)均為其各自所有者的財(cái)產(chǎn)。

?

?